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Title:
FIXING DEVICE WITH FREEZING OR HEATING TRAY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/033607
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns an support freezing tray (4) provided with an external plane by which means it receives a fixed part to be machined or it can be fixed on a support element, the part being fixed or the device being fixed on the support element by freezing a water film poured on the tray external face. The tray comprises a heat exchanging zone (6) arranged on a heat transfer fluid circuit supplied at low temperature by at least one vortex tube (7). By circulating the fluid through the heat exchanging zone, the tray is cooled below a temperature corresponding the liquid freezing.

Inventors:
BROCHIN CHRISTIAN (FR)
Application Number:
PCT/FR1998/002878
Publication Date:
July 08, 1999
Filing Date:
December 24, 1998
Export Citation:
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Assignee:
R L AMCC SA (FR)
BROCHIN CHRISTIAN (FR)
International Classes:
B23Q3/08; (IPC1-7): B23Q3/08
Foreign References:
EP0578608A11994-01-12
FR2233137A11975-01-10
US4919232A1990-04-24
Attorney, Agent or Firm:
Ravina, Bernard (boulevard Riquet Toulouse, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. 1/Dispositif de fixation avec plateau support givrant ou chauffant (4) pourvu d'une face plane externe par laquelle il peut recevoir en fixation une pièce (5) ou par laquelle il peut tre fixé luimme sur un élément support, la fixation de la pièce (5) sur la face externe plane ou bien la fixation du dispositif sur l'élément support étant réalisée par solidification d'une pellicule d'une matière liquide ou pâteuse préalablement disposée sur la face externe du plateau, ledit plateau (4) étant réalisé en une matière thermoconductrice et comportant au moins une zone d'échange thermique (6) disposée sur le circuit d'un fluide caloriporteur amené à par un moyen de production du froid (7) à une température inférieure au point de solidification de la matière liquide ou solide, afin que par circulation du fluide au travers de la zone d'échange thermique le plateau soit refroidi audessous de cette température caractérisé en ce que le moyen (7) pour produire le froid est constitué par au moins un tube vortex, connecté par son entrée à une source d'air comprimé, et au moins par sa sortie d'air froid à l'entrée de la zone d'échange thermique du plateau, 2/Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé par un circuit de pilotage du fonctionnement du tube vortex (7) comprenant un moyen de sonde de température (17) associé au plateau (4) pour délivrer un signal représentatif de la valeur de la température de ce dernier, un moyen d'actionnement (18) associé au moyen de sonde (17) et réagissant aux signaux de ce dernier pour actionner un moyen interrupteur (19), de commande du pilote (10) d'actionnement du tiroir d'un distributeur pneumatique (9) du type deux voies trois orifices, connecté par son troisième orifice à la source d'air comprimé, et par son deuxième orifice à l'entrée du tube vortex, le tiroir du distributeur (9) étant rappelé par ressort. 3/Dispositif de fixation selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de sonde (17) est constitué par une lame (17a) en matériau thermoconducteur, en appui par une de ses extrémités contre le plateau support et par une ampoule (17b) en un matériau thermoconducteur contre laquelle prend appui l'autre extrémité de la lame (17a) thermoconductrice, ladite ampoule (17b) contenant un liquide susceptible de se rétracter sous l'effet d'un abaissement de température ou bien de se dilater sous l'effet d'une élévation de température, et ladite ampoule étant connectée par l'intermédiaire d'un tube capillaire (17c) au moyen d'actionnement (18). 4/Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier orifice du distributeur (9) est connecté à une conduite d'évacuation du flux d'air vers l'atmosphère, dans laquelle conduite est disposée l'ampoule (17b) du moyen de sonde (17b) de façon que ladite ampoule soit balayée par le flux d'air sortant du premier orifice du distributeur (9), lorsque le pilote (10) du distributeur (9) est désactivé, et que sur le trajet de l'air dans la conduite est disposé un étrangleur (25) de réglage du débit d'air par lequel est ajustée l'inertie thermique du circuit de pilotage. 5/Dispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen d'actionnement (18) comprend un corps creux (21) dans lequel est introduite une quantité de liquide, ledit corps creux (21) étant expansible ou rétractable axialement sous l'effet de la dilatation ou de la contraction du liquide de l'ampoule (17b) et comportant selon son axe de déformation deux extrémités opposées par l'une desquelles il est couplé mécaniquement, directement ou indirectement à un point d'appui et par l'autre, directement ou indirectement, au bouton (19a) de commande du moyen interrupteur (19) pour actionner ce dernier. 6/Dispositif de fixation selon la revendication 5, caractérisé en ce que le corps creux (21) est disposé en fixation entre les branches (20a) (20b) d'un étrier élastique (20) de forme générale en U, chacune des branches (20a), (20b) possédant une portion distale à distance de la branche basale de l'étrier (20) et une portion proximale raccordée à la branche basale, la première branche (20a) de l'étrier (20), par sa portion distale, étant disposée en regard du bouton (19a) de commande du moyen interrupteur (19) et la seconde branche (20b) étant solidaire du bâti, cette seconde branche constituant le point d'appui. 7/Dispositif de fixation selon la revendication 6 caractérisé en ce que l'étrier (20), par la portion proximale de la seconde branche (20b), est plaqué contre l'une des faces du logement recevant le moyen d'actionnement (18) tandis que par la portion distale de cette branche (20b) prend appui sur l'extrémité libre d'une vis de réglage (20c) du degré d'enfoncement de la première branche (20a) de l'étrier (20) vers le bouton (19a) de commande du moyen interrupteur (19) et donc du réglage de la température d'arrt du fonctionnement du tube vortex (7). 8/Dispositif de fixation selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé par un doigt de manoeuvre (23) comportant une gorge d'extrémité comprenant notamment deux faces latérales distantes l'une de l'autre entre lesquelles, dans la gorge formée, est engagée la portion distale en forme de fourche de la branche (20a), ledit doigt (23) étant monté en coulissement dans l'alésage traversant d'un bossage (23a) formé dans la paroi du bâti (1), ledit doigt de manoeuvre (23) recevant, extérieurement au bâti, un bouton de préhension, de sorte que par traction du doigt (23) la face latérale correspondante de la gorge vienne happer l'extrémité distale de la branche (20a) et provoque la flexion de ladite branche dans le sens de la libération du bouton de commande du moyen interrupteur (19) et par poussée du doigt, l'autre face latérale vienne agir sur la branche (20a) dans le sens de l'actionnement du bouton de commande et que le doigt peut tre positionné selon une position intermédiaire entre ces deux positions extrmes, selon laquelle est obtenu un fonctionnement automatique du dispositif.
2. 9/Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications.
3. à 9, caractérisé en ce que le moyen interrupteur (19) est constitué par un distributeur pneumatique du type deux voies trois orifices, connecté par son deuxième orifice à la source d'air comprimé et par son troisième orifice au pilote (10) du distributeur (9). 10/Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la sortie de la zone d'échange thermique est connectée à l'entrée d'une chambre annulaire (8) formée autour de la partie chaude du tube vortex, ladite chambre possédant un orifice de sortie (16) opposé à l'orifice d'entrée. 11/Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone d'échange thermique est constituée par un canal interne (6) se développant sous la forme d'une spirale. 12/Dispositif de fixation selon la revendication 11, caractérisé en ce que les faces du canal interne (6) sont striées de façon à accroître la surface d'échange. 13/Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'orifice de sortie d'air chaud du tube vortex est doté d'un moyen d'obturation (26) lequel lorsqu'il est activé interrompt dans le tube vortex (7) la formation d'un courant d'air froid et d'un courant d'air chaud. 14/Dispositif de fixation selon la revendication 10, caractérisé par un silencieux disposé au niveau de l'orifice de sortie (16) de la chambre d'échange thermique (8) ledit silencieux ayant pour effet également de ralentir le fluide caloriporteur. 15/Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti (1) est réalisé en une matière réfractaire. 16/Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'autour du plateau, dans le bâti, est pratiquée une goulotte continue de réception de l'eau dans laquelle débouche un perçage traversant d'évacuation. 17/Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un seul tube vortex dont les deux sortie d'air froid et d'air chaud peuvent sélectivement tre connectées à la zone d'échange thermique 6 par un distributeur (28) du type quatre orifices deux voies, ce qui permet, selon la position du tiroir du distributeur d'introduire soit de l'air froid, soit de l'air chaud dans la zone d'échange thermique (6). 18/Dispositif de fixation selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que : sont prévus deux tubes vortex montés ttebche, la sortie d'air chaud du premier tube vortex et la sortie d'air froid de l'autre sont placées toutes deux à l'échappement, la sortie d'air froid du premier et la sortie d'air chaud du second sont connectées respectivement aux deux entrées d'un sélecteur de circuit (29) à bille, dont la sortie est connectée à l'entrée de la zone d'échange thermique 6, les tubes vortex sont sélectivement alimentés en air comprimé par l'intermédiaire d'un distributeur (30) deux voies trois orifices.
Description:
DISPOSITIF DE FIXATION AVEC PLATEAU GIVRANT OU CHAUFFANT La présente invention a pour objet un dispositif de fixation avec plateau support givrant pourvu d'une face plane externe par laquelle il peut recevoir en fixation une pièce ou par laquelle il peut tre fixé lui-mme sur un élément support, la fixation de la pièce sur la face externe plane du plateau support ou bien la fixation du dispositif sur l'élément support étant réalisée par congélation d'une pellicule d'un liquide tel de l'eau préalablement déversée sur la face externe du plateau givrant.

L'impossibilité de brider certaines pièces sur leur support d'usinage est à l'origine du développement de dispositifs de fixation coopérant avec la face d'appui de la pièce sur le support d'usinage.

On connaît déjà du document US-A-2 905 064, un procédé et un dispositif pour fixer par congélation d'un liquide sur un support, une structure à nid d'abeille en vue de son usinage.

Dans ce dispositif sont formés des premiers canaux dans lesquels est amené à circuler un liquide à bas point de congélation assurant le refroidissement du support et par voie de conséquence la congélation de la pellicule de liquide disposée entre ce dernier et la structure à nid d'abeille. Dans ce dispositif, est également formée une seconde série de canaux dans lesquels est amené à circuler un fluide chaud de façon à assurer une décongélation rapide de la pellicule d'eau.

On retrouve dans la demande FR-A-2 233 137 un appareil pour fixer des objets sur un support d'usinage par congélation d'une pellicule d'eau. Pour produire le froid, est utilisé un liquide à bas point de congélation, disposé dans un réservoir au contact du serpentin d'une machine frigorifique.

On connaît également du document EP-A-878 608 un dispositif pour la fixation d'une pièce à usiner par congélation d'une pellicule de liquide. Ce brevet enseigne le refroidissement du support par circulation d'un liquide froid à bas point de congélation ou par utilisation d'éléments à effets Peltier.

Quel que soit le moyen utilisé pour produire le froid, ce dernier ne peut tre disposé à distance du poste de travail mais dans ou à proximité immédiate de ce dernier. Ceci ne serait pas en soi un inconvénient si un tel moyen n'occupait pas à lui seul, en raison de son volume conséquent, une place importante. Enfin de tels moyens de production du froid doivent tre connectés à une source d'énergie électrique, ce qui exige, dans bien des cas, la pose d'une ligne électrique spécifique.

On sait que sur la plupart des postes de travail, équipés de machines-outils, est disposée une source d'air comprimé utilisable notamment pour le nettoyage de la machine, pour l'actionnement de certains équipements, etc... II est apparu avantageux d'utiliser une telle source d'air comprimé en tant que source d'énergie pour la production du froid.

La présente invention à donc pour objet un dispositif de fixation avec plateau support givrant ou chauffant pourvu d'une face plane externe par laquelle il peut recevoir en fixation une pièce ou par laquelle il peut tre fixé lui-mme sur un élément support, la fixation de la pièce sur la face externe plane ou bien la fixation du dispositif sur l'élément support étant réalisée par

solidification d'une pellicule d'une matière liquide ou pâteuse préalablement disposée sur la face externe du plateau, ledit plateau (4) étant réalisé en une matière thermoconductrice et comportant au moins une zone d'échange thermique disposée sur le circuit d'un fluide caloriporteur amené à par un moyen de production du froid à une température inférieure au point de solidification de la matière liquide ou solide, afin que par circulation du fluide au travers de la zone d'échange thermique le plateau soit refroidi au-dessous de cette température caractérisé en ce que le moyen pour produire le froid est constitué par au moins un tube vortex, connecté par son entrée à une source d'air comprimé, et au moins par sa sortie d'air froid à l'entrée de la zone d'échange thermique du plateau, Cette disposition autorise donc l'utilisation d'une source d'air comprimé à température ambiante pour produire un flux d'air froid à une température inférieure au point de congélation du liquide, ce flux d'air froid constituant le fluide caloriporteur. Par passage de ce flux d'air froid au travers de la zone d'échange thermique du plateau support, la température de ce dernier s'abaisse progressivement, ce qui abaisse à la longue la température de la pellicule d'eau au- dessous de son point de congélation. La pièce à usiner, préalablement posée sur le plateau, se trouve prise par sa face inférieure dans la pellicule de glace formée, laquelle adhère parfaitement au plateau support. De cette manière est assurée une immobilisation rigide de la pièce sur le plateau support.

Un autre intért du tube vortex réside dans le fait que le fluide caloriporteur est constitué par la source d'énergie et non plus, comme dans la plupart des systèmes, par un fluide additionnel mis en circulation entre la source froide et la source chaude.

Enfin, un autre intért du tube vortex réside dans son faible encombrement qui autorise son intégration dans le bâti du dispositif support. Ainsi, le poste de travail n'est plus encombré par des armoires réfrigérantes et autres dispositifs d'un volume conséquent.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le bâti du dispositif est réalisé en une matière thermiquement réfractaire. De cette façon est évitée toute déperdition de frigories ou de calories au travers du bâti du dispositif.

Selon une autre caractéristique de l'invention, est prévu un circuit de pilotage du fonctionnement du tube vortex comprenant un moyen de sonde de température associé au plateau pour délivrer un signal représentatif de la valeur de la température de ce dernier, un moyen d'actionnement associé au moyen de sonde et réagissant aux signaux de ce dernier pour actionner un moyen interrupteur de commande du pilote du tiroir d'un distributeur pneumatique du type deux voies trois orifices, connecté par son orifice de sortie à la source d'air comprimé, et par son deuxième orifice à l'entrée du tube vortex, le tiroir du distributeur étant rappelé par ressort.

Cette disposition permet donc le fonctionnement automatique du dispositif tant que celui-ci est connecté à la source d'air comprimé.

Le fonctionnement automatique comprend des phases de refroidissement du plateau lorsque la température de ce dernier est trop élevée et des phases d'arrt du tube vortex lorsque la température souhaitée est atteinte. Ainsi, au cours des travaux d'usinage, la température du

plateau est maintenue entre deux valeurs, lesquelles sont inférieures à la température de congélation du liquide.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'orifice de sortie d'air chaud du tube vortex est doté d'un moyen d'obturation par exemple du type robinet. Cette disposition est particulièrement avantageuse puisqu'elle permet d'interrompre le fonctionnement du tube vortex, à savoir formation d'un flux d'air chaud et d'un flux d'air froid sans pour autant interrompre la circulation du flux d'air caloriporteur au travers de la zone d'échange thermique.

Dans ce cas, le flux d'air caloriporteur n'est plus à basse température mais à température ambiante et réchauffe le plateau support en vue de la décongélation de la pellicule d'eau et donc en vue de la désolidarisation de la pièce. Cette disposition assure un réchauffement rapide du plateau et une désolidarisation rapide de la pièce. L'élévation de la température du plateau est opérée de manière continue en raison du maintien du distributeur en position d'alimentation du tube vortex, par le circuit de pilotage. Ce maintien est assuré par le fait que le moyen de sonde reçoit un signal représentatif d'une élévation de température sous l'effet duquel le moyen d'actionnement agit sur le distributeur dans le sens de l'alimentation du tube vortex.

Le grand intért d'une telle disposition réside dans l'utilisation de moyens communs, tant pour refroidir que pour réchauffer le plateau support.

Le tube vortex produisant de l'air chaud, il est intéressant d'utiliser cet air pour réchauffer le plateau dans le but de liquifier une matière, solide à température ambiante préalablement disposée sur ce dernier. La solifification de cette matière entraine la fixation de la pièce disposée sur le plateau. Cette matière pourra tre de la cire.

Ainsi selon un autre aspect de l'invention, le dispositif comprend un seul tube vortex dont les deux sortie d'air froid et d'air chaud peuvent sélectivement tre connectées à la zone d'échange thermique par un distributeur du type quatre orifices deux voies, ce qui permet, selon la position du tiroir du distributeur d'introduire soit de l'air froid, soit de l'air chaud dans la zone d'échange thermique.

En variante sont prévus deux tubes vortex montés tte-bche. La sortie d'air chaud du premier tube vortex et la sortie d'air froid de l'autre sont placées toutes deux à l'échappement et la sortie d'air froid du premier et la sortie d'air chaud du second sont connectées respectivement aux deux entrées d'un sélecteur de circuit (29) à bille, dont la sortie est connectée à l'entrée de la zone d'échange thermique 6. Ces tubes vortex sont sélectivement alimentés en air comprimé par l'intermédiaire d'un distributeur deux voies trois orifices.

Cette dernière disposition permet au plateau de fonctionner tant en mode givrant qu'en mode chauffant.

L'air chaud peut tre utilisé pour un dégivrage rapide du plateau.

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description d'une forme préférée de réalisation, donnée à titre d'exemple non limitatif en lesquels : -la figure 1 est une vue schématique d'un distributeur deux voies trois orifices équipant le dispositif selon l'invention,

-la figure 2 est un schéma du dispositif selon l'invention, -la figure 3 est une vue en coupe longitudinale du dispositif selon l'invention, -la figure 4 est une vue en coupe transversale du dispositif selon l'invention, -la figure 5 est une vue en coupe du dispositif selon un plan horizontal, -la figure 6 est une vue de dessous du plateau support, -la figure 7 est une vue en perspective du dispositif.

-la figure 8 est une vue schématique d'un dispositif selon une première forme de réalisation pouvant fontionner en mode mode chauffant, -la figure 9 est une vue schématique d'un dispositif selon une seconde forme de réalisation pouvant fonctionner tant en mode givrant qu'en mode chauffant.

Dans ce qui suit, pour les distributeurs deux voies trois orifices, est adoptée la terminologie suivante : l'orifice commun aux deux voies sera désigné sous le terme de troisième orifice 30. L'orifice commuté au troisième orifice par l'une des deux voies, lorsque le distributeur est au repos, est désigné comme étant le premier orifice 10. Le dernier orifice est désigné comme étant le second orifice 20, ce second orifice est commuté au troisième orifice lorsque le distributeur est actionné.

Tel que représenté, le dispositif, selon l'invention, pour l'immobilisation d'une pièce 5 en vue par exemple de son usinage par enlèvement de matière comporte un bâti 1 de forme parallélépipédique réalisé en une résine synthétique réfractaire présentant un très faible coefficient de dilatation et un très faible pouvoir de conduction thermique. Par le bâti, le dispositif peut se fixer sur un support approprié par exemple la table d'une machine-outil. Ce bâti est doté en partie supérieure d'une empreinte en creux 2, de forme parallélépipédique, ouverte vers le haut et limitée vers le bas par un fond plan formé par la face supérieure d'une paroi plane horizontale 3 de cloisonnement du bâti 1. Dans cette empreinte en creux est enchâssé un plateau support 4 constitué par une paroi plane, épaisse, de contour rectangulaire, réalisée en une matière thermoconductrice, par exemple de l'aluminium ou du laiton. Ce plateau est fixé par des vis contre une paroi 3c en aluminium, apposée contre la face supérieure plane de la paroi 3. Cette paroi 3c a pour but d'augmenter l'inertie thermique du plateau. De préférence la paroi 3c repose sur la paroi par des pions dont elle est dotée. Cette disposition minimise l'importance de la surface de contact et donc l'importance du flux thermique entre cette paroi et la bâti. Cette paroi pourra reposer aussi sur une couche d'un isolant thermique connu en soit.

Ce plateau 4 présente une face externe au bâti, plane, horizontale, destinée à recevoir en appui la pièce 5 à immobiliser. Cette pièce 5 est fixée fermement sur cette face plane par congélation d'une pellicule d'eau préalablement déversée sur ladite face plane. II y a lieu de noter que le dispositif, par cette face plane peut lui-mme tre fixé sur un support quelconque.

Le plateau 4, à distance de la face supérieure d'appui de la pièce, comporte au moins une zone d'échange thermique constituée par un canal 6. Ce canal est creusé dans le plateau depuis la face inférieure plane horizontale de ce dernier. Ce canal 6 est disposé sur le circuit d'un fluide caloriporteur et comporte une entrée du fluide et une sortie de fluide correspondant

respectivement à l'une et à l'autre de ses extrémités. Selon la forme préférée de réalisation, le canal 6 est constitué par une gorge de section droite en U réalisée par fraisage depuis la face inférieure plane du plateau.

L'étanchéité du canal est assurée par appui de la face plane inférieure horizontale du plateau support 4 contre la paroi en aluminium 3c. Un joint d'étanchéité approprié sera interposé entre le plateau et ladite paroi 3c.

Le canal 6, depuis le centre du plateau 4 vers la zone périphérique de ce dernier, se développe par exemple sous la forme d'une spirale formant plusieurs circonvolutions séparées par une faible épaisseur de matière de l'ordre du millimètre. De par cette disposition est formé dans la masse du plateau, un canal de grande longueur ce qui est de nature à accroître le temps de séjour du fluide caloriporteur dans le plateau 4 et à améliorer l'échange thermique entre ledit fluide caloriporteur et ledit plateau. Avantageusement, la face supérieure du canal 6 est séparée de la face supérieure d'appui par une épaisseur de matière de quelques millimètres. Cette disposition assure une diffusion uniforme du flux thermique entre le canal 6 et la face supérieure du plateau. Enfin pour accroître la surface d'échange thermique entre le fluide caloriporteur et le plateau 4, les faces latérales du canal 6 sont striées.

Les deux extrémités du canal 6 sont situées respectivement en regard de deux orifices traversants 3a, 3b pratiqués dans la paroi 3 et dans la paroi 3c. L'orifice 3a correspondant à l'entrée du fluide, est en relation avec l'orifice de délivrance du fluide froid d'un moyen 7 de production de froid, tandis que l'autre orifice 3b est en relation avec une chambre 8 d'échange thermique.

Conformément à l'invention, le moyen pour produire le froid est un tube vortex, comprenant un corps tubulaire dans lequel est ménagée une chambre cylindrique. Le corps tubulaire, à proximité de l'une de ses deux extrémités est doté d'un renflement dans lequel est pratiquée une entrée sous forme d'un perçage traversant débouchant dans la chambre interne.

Par cette entrée, un flux d'air comprimé est introduit dans la chambre interne. Cette chambre est pourvue de deux sorties axialement opposées ménagées aux deux extrémités du corps tubulaire.

Dans la chambre cylindrique, le flux d'air comprimé se divise en deux courants d'air coaxiaux, un des deux courants d'air étant amené à température élevée tandis que l'autre étant amené à basse température. L'air chaud est évacué du tube vortex par la sortie la plus éloignée de l'entrée ou première sortie, I'air froid est évacué du tube vortex par la seconde sortie.

L'entrée du tube vortex est raccordée par l'intermédiaire d'une conduite appropriée au deuxième orifice d'un distributeur 9 du type deux voies trois orifices. Le troisième orifice de ce distributeur est raccordé par une conduite d'alimentation appropriée à une source d'air comprimé. De préférence, sur la conduite d'alimentation est disposé un dispositif de déshumidification de l'air. Le tiroir du distributeur 9 est actionné axialement d'une position de repos vers une position d'activation par un pilote 10 à l'encontre de l'action d'un organe élastique de rappel qui le sollicite vers sa position de repos. Ce pilote, de préférence du type pneumatique, est raccordé par une conduite appropriée à un circuit de pilotage décrit plus loin.

Selon une forme de réalisation, l'extrémité du tube vortex correspondant à la seconde sortie ou sortie d'air froid, est agencée un embout lisse. Par cet embout, le corps tubulaire du tube vortex 7 est engagé en force dans un logement cylindrique lisse. Dans ce logement débouche le perçage traversant 3a associé à l'entrée du canal 6.

Le tube vortex 7 par son corps est engagé librement dans l'alésage traversant 11 d'une pièce de portée 12 montée dans un logement 13 pratiqué dans le bâti 1. Cette pièce de portée obture totalement le logement 13 et est appliquée contre le renflement du corps du tube vortex 7 pour assurer l'étanchéité à ce niveau. L'alésage traversant 11 forme autour de la partie arrière du corps du tube vortex 7 la chambre d'échange 8 sus évoquée. La partie arrière du tube vortex 7 est la partie chaude de ce dernier. Dans la pièce d'obturation 12, radialement à l'alésage 11 est pratiqué un perçage traversant. Ce perçage est en communication d'une part avec le perçage 3b de la paroi 3 et avec l'entrée de la chambre 8 d'autre part. L'entrée de cette chambre 8 est disposée à proximité du renflement du corps. De manière axialement opposée à l'orifice d'entrée, la chambre 8 est pourvue d'un orifice 16 de communication avec l'atmosphère.

La présence de la chambre 8 permet un échange thermique entre le corps chaud du tube vortex 7 et le fluide caloriporteur, ce dernier circulant autour de la partie chaude et au contact de cette dernière depuis l'orifice d'entrée vers l'orifice de sortie vers l'atmosphère. Cette disposition accroît le rendement du tube vortex 7 d'une part et évite que la chaleur de la partie chaude soit communiquée à l'ensemble du dispositif et notamment au plateau 4 et au circuit de pilotage et perturbe ainsi le fonctionnement.

Dans la forme préférée de réalisation, la chambre 8 est formée pour partie par l'alésage traversant 11 et pour partie par le volume interne cylindrique d'un élément 14 qui peut tre un tube cylindrique engagé autour de la partie arrière du tube vortex 7. Cet élément 14, par une de ses extrémités, est engagé selon un ajustement glissant dans un lamage pratiqué dans la zone aval de l'alésage traversant 11. Dans le lamage est formée une gorge annulaire dans laquelle est disposé un joint torique d'étanchéité. Ce joint torique est appliqué contre l'élément tubulaire 14. A son extrémité opposée, l'élément tubulaire 14 est équipé d'une cloison transversale 15 pourvue d'un alésage central traversant dans lequel s'engage, en ajustement glissant, la portion terminale du corps du tube vortex 7.

A proximité de cette cloison transversale 15, l'élément 14 est pourvu d'un perçage traversant radial formant la sortie 16 d'évacuation vers l'atmosphère du fluide caloriporteur, ce perçage traversant débouchant dans la chambre 8.

Le montage glissant de cet élément tubulaire dans le lamage de l'alésage traversant 11 et autour du corps du tube vortex par le perçage de la cloison transversale 15, autorise l'orientation angulaire du tube 14 et du perçage 16 et par voie de conséquence, l'orientation, en sortie, du jet du fluide caloriporteur. De plus les forces d'adhérences du joint torique contre l'élément tubulaire assurent le maintien de ce dernier selon la position angulaire choisie par l'utilisateur.

En amont de l'orifice 16 est disposé un silencieux destiné à réduire le bruit et à ralentir le fluide caloriporteur de façon que ce dernier demeure plus longtemps dans la zone d'échange

thermique. Avantageusement ce silencieux est formé par un élément poreux en fibre métallique ou autre matière.

Le circuit de pilotage comprend dans des logements communicants, pratiqués dans le bâti sous la paroi 3, un moyen de sonde de température 17 associé au plateau 4 pour délivrer un signal représentatif de la valeur de la température de ce dernier, un moyen d'actionnement 18 associé au moyen de sonde 17 et réagissant aux signaux de ce dernier pour actionner un moyen interrupteur 19 de commande du pilote 10 du distributeur 9.

Selon la forme préférée de réalisation, le moyen de sonde 17 est constitué par une ampoule 17b formée d'un corps creux définissant une chambre interne connectée par l'intermédiaire d'un tube capillaire 17c au moyen d'actionnement 18, cette chambre contenant un liquide susceptible de se rétracter ou de se dilater, respectivement sous l'effet d'une élévation ou d'un abaissement de température. Le corps de l'ampoule est réalisé en un matériau thermiquement conducteur. Contre le corps de l'ampoule vient en contact l'extrémité d'une lame 17a elle-mme en contact par son autre extrémité avec le plateau support 4.

Ainsi est établi entre le plateau support 4 et le liquide contenu dans l'ampoule 17b une relation de transfert thermique si bien qu'une élévation de température du plateau 4 se traduit par la dilatation du liquide, à l'inverse un refroidissement se traduit par une contraction.

Cette disposition présente l'avantage d'tre simple à mettre en oeuvre et d'utiliser des éléments particulièrement fiables.

L'ampoule 17b sera réalisée en un métal approprié de mme que le tube capillaire 17c.

Au premier orifice du distributeur 9 est connectée l'extrémité d'une conduite d'évacuation vers l'atmosphère du flux d'air délivré par le premier orifice du distributeur 9, I'air étant dérivé vers cet orifice lorsque le pilote du distributeur est désactivé. L'autre extrémité de la conduite forme l'orifice de rejet de l'air vers l'atmosphère et s'engage dans un perçage traversant pratiqué dans la paroi du bâti du dispositif. Dans cette conduite est disposée l'ampoule 17b du moyen de sonde 17b. De cette façon, l'ampoule 17b est balayée par le flux d'air sortant du premier orifice du distributeur 9 et peut ainsi tre réchauffée par le flux d'air.

Sur le trajet de l'air dans la conduite est disposé un étrangleur 25 de réglage de débit d'air. Par le réglage du débit est ajustée l'inertie thermique du circuit de pilotage. En fait, par ce biais, en ajustant le débit d'air et donc en ajustant la valeur du flux thermique entre l'ampoule et l'air en circulation dans la conduite, est reproduite l'inertie thermique du plateau.

Dans la forme préférée de réalisation, la conduite, pour partie est formée par un alésage 27 pratiqué dans le bâti 1 et possédant une entrée d'air et une sortie d'air axialement opposées et pour partie par deux tronçons de conduite dont un est connecté d'une part au premier orifice du distributeur 9 et d'autre part à l'entrée d'air de l'alésage 27 et dont l'autre est connecté par une de ses extrémités à la sortie de l'alésage 27. L'autre extrémité de ce tronçon correspond à l'orifice de rejet de l'air.

L'ampoule 17b est montée dans cet alésage 27, de manière axiale sur des entretoises support. Le diamètre de l'alésage 27 est nettement supérieur au diamètre de l'ampoule 17b de façon à libérer entre l'ampoule et la face interne cylindrique de l'alésage, un passage annulaire

dans lequel est amené à circuler l'air délivré par le distributeur 9, cette circulation s'opérant depuis l'entrée de l'alésage vers la sortie. Dans l'alésage débouche de manière radiale un perçage dans lequel est engagée la lame 17a de façon que cette dernière puisse pénétrer dans l'alésage 27 et prendre appui sur l'ampoule 17b.

De préférence l'étrangleur 25 est monté en sortie du distributeur 9 et son passage interne constitue partie de la conduite précitée.

Le moyen d'actionnement 18 est monté dans un logement pratiqué dans le bâti et isolé thermiquement, de l'alésage servant de logement à l'ampoule. Ce moyen d'actionnement comprend un corps creux 21 déformable axialement en expansion et en rétraction, définissant une chambre interne de volume variable, dont la capacité dépend du degré de déformation du corps, dans laquelle débouche le tube capillaire 17c de l'ampoule 17b. La chambre interne du corps 21 est totalement remplie d'un liquide du mme type que celui introduit dans l'ampoule 17b. Le tube capillaire 17c est également rempli en totalité de liquide. Le corps creux 21 du moyen d'actionnement 18 comporte, selon son axe de déformation, deux extrémités opposées par l'une desquelles il est couplé mécaniquement à un point d'appui solidaire du bâti 1 et par l'autre au bouton 19a de commande du moyen interrupteur 19 pour actionner ce dernier.

Ainsi le changement de température du liquide dans l'ampoule 17b va se traduire par un changement de densité volumique et donc par un changement de volume du liquide, compensé par la variation du volume de la chambre interne du corps creux 21 et donc par une variation de la distance entre les deux points de fixation que comporte ce dernier. De cette manière, une élévation de température conduit à un actionnement du bouton 19a de commande du moyen interrupteur 19 et un abaissement de température à un relâchement de ce bouton.

Selon une forme de réalisation, le corps creux 21 est monté entre les branches 20a, 20b d'un étrier élastique 20 de forme générale en U et par ses deux extrémités prend appui contre les branches de l'étrier. Sous l'effet de l'élasticité de l'étrier les branches de ce dernier exercent sur le corps creux 21 deux efforts de compression. Selon l'une de ses deux extrémités, le corps creux 21 est doté d'un pion 22 par lequel il est solidarisé à la branche correspondante de l'étrier. A cet effet le pion 22 est engagé dans un perçage traversant pratiqué dans ladite branche.

Chaque branche possède une portion distale à distance de la branche basale de l'étrier et une portion proximale raccordée à la branche basale, la première branche 20a de l'étrier 20, par sa portion distale, étant disposée en regard du bouton de commande du moyen interrupteur 19 et la seconde branche 20b étant solidaire du bâti du dispositif, cette seconde branche constituant le point d'appui sus évoqué. Le corps creux 21 est écarté de la portion distale de la branche 20a.

L'étrier 20, par la portion proximale de la seconde branche 20b, est plaqué contre l'une des faces du logement du moyen d'actionnement. A cet effet la seconde branche 20b est pourvue d'un perçage traversant par lequel elle s'engage sur un pion fileté recevant en vissage un écrou d'immobilisation. Sous l'effet du vissage de l'écrou. la branche 20b de l'étrier est plaquée contre la face correspondante du logement.

La portion distale de la branche 20b prend appui sur l'extrémité libre d'une vis de réglage 20c engagée en vissage dans un taraudage traversant pratiqué dans la paroi du bâti et débouchant dans le logement du moyen d'actionnement. Par ajustement du degré d'enfoncement de la vis dans ledit logement, est ajusté le degré d'enfoncement de la première branche 20a de l'étrier vers le bouton 19a de commande du moyen interrupteur 19 et donc le réglage de la température d'arrt du fonctionnement du tube vortex 7.

Avantageusement, est prévu un doigt 23 susceptible d'agir sur la branche 20a pour manoeuvrer le bouton 19a de commande. Ce doigt est monté en coulissement dans l'alésage traversant d'un bossage 23a formé dans la paroi du bâti 1. L'alésage traversant du doigt débouche dans le logement du moyen d'actionnement 18. Le doigt 23 est pourvu d'une gorge d'extrémité comprenant notamment deux faces latérales distantes l'une de l'autre entre lesquelles, dans la gorge formée, est engagée la portion distale en forme de fourche de la branche 20a.

Le doigt de manoeuvre reçoit extérieurement au bâti un bouton de préhension, de sorte que par traction du doigt 23 la face latérale correspondante de la gorge vient happer l'extrémité distale de la branche 20a et provoque la flexion de ladite branche dans le sens de la libération du bouton 19a de commande du moyen interrupteur 19. De cette manière, le tube vortex n'est plus alimenté en air comprimé et de l'air à température ambiante est dirigé sur l'ampoule 17c en vue de son réchauffement rapide. A l'inverse, par poussée du doigt 23, l'autre face latérale vient agir sur la branche 20a dans le sens de l'actionnement du bouton 19a de commande. De cette manière, le fonctionnement du tube vortex est forcé. Le doigt 23 peut occuper une position intermédiaire entre ces deux positions extrmes. La position intermédiaire correspond à un fonctionnement automatique du dispositif. Il y a lieu de noter que la distance entre les deux faces latérales est suffisamment importante pour assurer le libre débattement de la branche 20a dans un sens ou dans l'autre sous l'effet de la contraction du corps creux 21 ou de sa dilatation.

Selon la forme de réalisation qui vient d'tre décrite, la branche 20b est plus courte de quelques millimètres que la branche 20a de façon à libérer un espace suffisant pour la mise en place du doigt 23 de manoeuvre.

Pour maintenir le doigt 23 selon l'une quelconque des trois positions axiales précédemment décrites est prévu un système de crans constitué de trois gorges pratiquées dans le doigt à écartement les unes des autres et d'un pion monté mobile dans un logement du bâti et sollicité par un ressort vers le doigt 23. En position de blocage, le pion, sous l'effet de l'action du ressort, pénètre dans la gorge correspondante.

Selon une autre forme de réalisation non représentée visant à remplacer l'étrier, est prévue une lame élastique fixée par une de ses extrémités à un point fixe du bâti du dispositif.

Selon cette forme préférée de réalisation, le doigt est constitué par une tige filetée et est engagé dans un taraudage pratiqué dans le bâti. En extrémité ce doigt est pourvu d'un perçage axial borne dans lequel est positionné un pion axial de centrage que comporte le corps creux.

Ce corps creux comporte un second pion axial de centrage destiné à tre engagé dans un perçage traversant pratiqué dans la lame élastique. Extérieurement au bâti, le doigt reçoit un

bouton de manoeuvre. Le mouvement angulaire de vissage ou de dévissage du doigt est limité par au moins une butée angulaire. Par ce mouvement de vissage ou de dévissage le corps creux est déplacé axialement. Comme dit précédemment le doigt peut occuper trois positions axiales. Selon la position du doigt la moins engagée en vissage dans le bâti, la dilatation que peut subir le corps creux n'est pas suffisante, par l'intermédiaire de la lame pour actionner le bouton 19a de l'interrupteur 19. Selon la position du doigt la plus engagée en vissage dans le bâti, le corps creux qu'il soit dilaté ou non agit par l'intermédiaire de la lame sur le bouton 19a du distributeur. Selon une position du doigt intermédiaire, le corps creux n'agit sur le bouton 19a par l'intermédiaire de la lame que lorsqu'il est dilaté.

Le moyen interrupteur 19 est constitué par un distributeur pneumatique du type deux voies trois orifices, connecté par son deuxième orifice à la source d'air comprimé et par son troisième orifice au pilote 10 du distributeur 9.

Avantageusement, un raccord en T est installé sur la conduite d'alimentation en air comprimé du distributeur 9 et la conduite d'alimentation en air comprimé du distributeur 19 est raccordée à l'une des branches de ce raccord en Té.

Enfin, l'orifice de sortie d'air chaud du tube vortex est doté d'un moyen d'obturation 26 de préférence du type robinet lequel lorsqu'il est activé obture ladite sortie. Ce moyen pourra tre constitué par un corps cylindrique percé selon son axe de deux perçages borgnes opposés.

L'un de ces perçages est raccordé à l'orifice de sortie du vortex tandis que l'autre est à l'air libre, soit directement soit par l'intermédiaire d'une conduite appropriée. Dans chacun de ces perçages borgnes débouche au moins un perçage radial formé dans le corps cylindrique. Par ailleurs, sur le corps cylindrique est engagée en coulissement une bague formant obturateur.

Cette bague comporte une chambre interne. Par déplacement axial de la bague selon un sens est assurée la communication entre les deux perçages borgnes par l'intermédiaire de la chambre interne et des perçages radiaux, en revanche par déplacement de la bague dans le sens contraire cette communication est interrompue.

Par obturation de cette sortie, le tube vortex n'est plus apte à créer deux flux d'air coaxiaux. Ainsi seul de l'air à température ambiante sera alors introduit dans le canal du plateau, provoquant ainsi un réchauffement rapide du plateau.

Dans un orifice borgne du bâti, latéralement au plateau support, est enchâssée la zone inférieure d'un pion 24 dont l'extrémité débordante plane est au mme niveau de hauteur que la face supérieure du plateau support. Le pion comme on le comprend est isolé thermiquement, par le bâti, du plateau support. Pour cette raison, ce pion ne peut se recouvrir de givre et pour cette raison peut constituer une origine fiable des cotes selon un axe normal au plan géométrique contenant la face supérieure du plateau. De préférence l'extrémité débordante du pion et la face supérieure du plateau sont toutes deux rectifiées simultanément et suivant la mme cote.

Enfin autour du plateau dans le bâti est pratiquée une goulotte continue de réception de l'eau. Dans cette goulotte débouche un perçage traversant d'évacuation.

Le dispositif tel que décrit peut comporter pour la production du froid deux tubes vortex disposés en parallèle et alimentés par le mme distributeur 9. Cette disposition permet d'utiliser un plateau de plus grande dimension, possédant deux zones d'échanges thermiques respectivement alimentées par les deux tubes vortex.

On a précédemment décrit un dispositif principalement destiné à congeler un liquide par exemple de l'eau. Mais ce dispositif peut tre utilisé pour liquéfier une matière dont la température de solidification est élevée. Cette matière solide à température normale peut tre de la cire. Cette cire sera utilisée aussi pour fixer une pièce à usiner sur le plateau. L'avantage de l'utilisation de la cire réside essentiellement dans la possibilité d'utiliser des liquides d'arrosage pour refroidir les outils de coupes et lubrifier la coupe. Pour cette raison l'air chaud fourni par le tube vortex sera introduit dans la zone d'échange thermique.

En figure 8 est représentée un dispositif avec un seul tube vortex dont les deux sortie d'air froid et d'air chaud peuvent sélectivement tre connectées à la zone d'échange thermique 6 par un distributeur 28 du type quatre orifices deux voies ce qui permet, selon la position du tiroir du distributeur, d'introduire soit de l'air froid, soit de l'air chaud dans la zone d'échange thermique 6. Ce distributeur possède deux sorties dont une est connectée à l'entrée de la zone d'échange thermique. L'autre sortie est mise à l'échappement. Ce distributeur possède aussi deux entrées dont une est connectée à la sortie d'air froid du tube vortex et l'autre à la sortie d'air chaud. Le tiroir de ce distributeur peut occuper deux positions distinctes et possède deux voies. Selon l'une des deux positions la sortie d'air froid du tube vortex est connectée à l'entrée de la zone d'échange thermique 6 et la sortie d'air chaud du tube vortex est à l'échappement, selon l'autre position du tiroir, la sortie d'air chaud est connectée à l'entrée de la zone d'échange thermique tandis que la sortie d'air froid du tube vortex est à l'échappement.

En figure 9 on a représenté une autre configuration mettant en oeuvre deux tubes vortex montés tte-bche. La sortie d'air chaud du premier tube vortex et la sortie d'air froid de l'autre sont placées toutes deux à l'échappement. En revanche la sortie d'air froid du premier et la sortie d'air chaud du second sont connectées respectivement aux deux entrées d'un sélecteur de circuit 29 à bille, dont la sortie est connectée à l'entrée de la zone d'échange thermique 6. Ce sélecteur de circuit connu en soi possède un alésage interne dans lequel est montée une bille.

Dans cet alésage interne sont formés de manière axialement opposée deux siège destiné à recevoir la bille. Les deux entrées sont formées dans le corps du sélecteur au niveau des sièges, ces entrées, par ces derniers sont en relation avec l'alésage interne. La sortie est formée par un perçage radial à l'alésage et débouchant dans ce dernier. Sous l'effet de la pression de l'air délivré par l'un ou l'autre tube vortex, la bille est repoussée d'un côté ou de l'autre de l'alésage et vient en appui contre le siège correspondant pour obturer l'entrée associée à ce siège. Les tubes vortex sont sélectivement alimentés en air comprimé par l'intermédiaire d'un distributeur deux voies trois orifices 30. Lorsque l'un des deux vortex est alimenté en air comprimé l'autre ne l'est pas.

Les deux dispositions précédemment décrites permettent d'abord de réchauffer le plateau pour par exemple fondre de la cire. Après fusion de la cire et mise en place de la pièce

à usiner il est possible de refroidir le plateau pour un solidification rapide de la cire laquelle demeure solide à température ambiante. La seconde disposition autorise aussi un fonctionnement du plateau en mode givrant. Pour permettre un réchauffement rapide du plateau il est maintenant possible d'introduire de l'air chaud dans la zone d'échange thermique 6 et non plus de l'air à température ambiante comme dit précédemment.

II va de soi que la présente invention peut recevoir tous aménagements et variantes du domaine des équivalents techniques sans pour autant sortir du cadre du présent brevet.