Procédé de fabrication d' une ailette et dispositif pour la mise en œuvre d'un tel procédé

L'invention concerne un procédé de fabrication d'une ailette, un dispositif pour la mise en œuvre d'un tel procédé ainsi qu'une ailette et un échangeur obtenus par un tel procédé. Elle trouvera ses applications notamment au domaine des éσhangeurs de chaleur pour véhicules automobiles.

La fonction d'un échangeur de chaleur est d'assurer un échange de chaleur entre un premier fluide circulant à l'intérieur de tubes dudit éσhangeur et un second fluide tel que, par exemple, de l'air atmosphérique. Afin d'augmenter l'échange de chaleur entre ces fluides, il est courant de munir les échangeurs de chaleur d'une pluralité d'ailettes interposées entre deux tubes de l' échangeur de chaleur et permettant d'augmenter les surfaces d'échange et/ou de perturber l'écoulement des fluides.

L' invention se rapporte plus particulièrement à un procédé de fabrication d'une ailette, laquelle est du type ondulée. Ces aillettes sont aussi appelées "intercalaires" quand elles sont situées à l'extérieur des tubes de circulation de 1' échangeur de chaleur et "perturbateurs" quand elles sont situées à l'intérieur des tubes. Ces ailettes ondulées peuvent être notamment utilisées dans le cas d ¹ échangeurs de chaleur brasés.

Il est déjà connu, notamment dans le document JP 11-147149, un procédé de fabrication d'une ailette de largeur 1 et comportant des ondulations pour un échangeur de chaleur comprenant une étape de fendage d'une feuille métallique en au moins deux bandes de largeur 1 et une étape de pliage des

bandes de largeur 1 pour l'obtention des ondulations. Dans ce document, un premier outil fend un feuillard métallique selon son axe longitudinal, les deux bandes métalliques résultantes passent ensuite dans un second outil qui forme des ondulations dans lesdites bandes métalliques.

Cependant, la cadence de production d'ailettes ondulées par un tel procédé de fabrication n'est pas satisfaisante. Ceci entraîne une limitation de la cadence des machines d'assemblage du faisceau de l'échangeur de chaleur, se trouvant en aval.

La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient .

Dans ce but, elle propose un procédé de fabrication d'une ailette du type défini plus haut dans lequel les étapes de fendage et de pliage de ladite feuille métallique ont lieu simultanément .

Ainsi, l'invention permet d'augmenter la capacité des machines de fabrication d' ailettes ondulées augmentant ainsi la cadence générale du processus d'assemblage du faisceau d'un échangeur de chaleur.

La présente invention vise aussi un dispositif permettant la mise en œuvre du procédé ainsi qu'une ailette et un échangeur de chaleur obtenus par un tel procédé.

La figure 1 représente un exemple de mise en oeuvre du procédé ainsi que le dispositif selon l'invention.

La figure 2 représente, de manière schématique, un détail du dispositif selon l'invention, ce détail se situant au niveau de disques dit de refendage des molettes du dispositif selon l' invention.

On a représenté sur la figure 1 une feuille métallique ou feuillard 2 d'une grande longueur, la feuille métallique est de préférence en aluminium. Lors de la fabrication d'une ailette 4 selon le procédé de la présente invention, la feuille métallique 2 est guidée dans le sens de la flèche F de manière à permettre de former l'ailette 4.

Pour cela on réalise un fendage et un pliage de la feuille métallique 2. Selon l'invention, ces deux étapes sont simultanées.

Le procédé de fabrication de l'ailette comporte en outre, par exemple, une étape de formation de fentes transversales (non représentées sur la figure 1) espacées les unes des autres dans les zones planes des ondulations des bandes de largeur 1, les fentes pourront notamment être orientées de manière parallèle à l'axe longitudinal d'une ailette. On entend ici par axe longitudinal d'une ailette, un axe direction perpendiculaire à la largeur 1 d' une ailette ou encore un axe parallèle à la direction F telle que représentée sur la figure 1. L'étape de formation des fentes transversales s'opère par découpe et relevage d'une partie de l'ailette. Plus particulièrement, la formation des fentes transversales est effectuée sur les zones planes reliant deux ondulations adjacentes et non sur la totalité de l'ailette.

Ces fentes transversales forme un déflecteur de flux permettant d'améliorer l'échange de chaleur.

L'étape de formation des fentes transversales pourra avoir lieu simultanément avec les étapes de fendage et de pliage des bandes de largeur 1.

Le procédé de fabrication de l'ailette peut en outre comporter une étape de découpe de l'ailette 4 de largeur 1 à une longueur prédéterminée.

Pour la mise en œuvre du procédé décrit plus haut, le dispositif conforme à l'invention est composé d'au moins deux molettes de formage 8 et 10, munies chacune de moyens de déformation 12 de la feuille métallique 2. Les molettes de formage 8 et 10 sont formées par un empilement de disques dits de déformation ou de formage 30 entre lesquels sont intercalés à une hauteur déterminée un ou plusieurs disques dits de refendage 22. Pour des raisons de simplification de la figure 1, les disques de déformations sont représentés sous la forme de quatre blocs 30-A, 30-B, 30-C et 30-D.

Chaque disque de déformation 30 comporte des moyens de déformation 12. Les moyens de déformation 12 sont, ici, formés par des dents saillantes radialement, chaque dent étant formée par deux arêtes reliées au niveau d'un sommet.

Autrement dit, les moyens de déformation 12 peuvent aussi être vus comme tant des séries de sommets 14 alternant avec des séries de creux 16, prévus au niveau de la circonférence de chaque disque.

Les disques de déformation 30 peuvent être en outre munis de moyens aptes à former les fentes transversales définissant un déflecteur tel que décrit plus haut. Les moyens ou bords tranchants se situent sur une des deux arêtes d'une dent. Un bord tranchant peut être présent à l'extrémité de certaine ou de chaque dent d'un disque 30.

Le . positionnement relatif des molettes est fait de telle manière que les dents des deux molettes 8 et 10 s'engrènent mutuellement comme représenté à la figure 1.

Les molettes 8 et 10 comportent en outre des moyens de fendage 18 de la feuille métallique 2. Ici, les moyens de fendage 18 sont réalisés sous la forme d'une ou plusieurs lames portées, au niveau de disques spécifiques appelés disque de refendage, par chacune des molettes 8 et 10. Sur la figure 1, deux disques de refendages 22 sont présents sur chaque molette.

Ces disques de refendage 22 permettent de fendre la bande métallique 2 en au moins deux bandes 4 de largeur 1. On notera que le fendage de la feuille métallique en deux bandes de largeur 1 permet de couper la feuille métallique dans le sens de sa longueur ou encore autrement dit dans le sens de la direction F représentée au niveau de la figure 1, cette opération s'effectue sur la totalité de l'ailette. Pour cela, les disques de refendage 22 sont placés sur chaque molette à une hauteur égale à la largeur 1 de l'ailette.

Les disques de refendage 22 ont un profile similaire aux disques de déformation 30 des molettes 8 et 10.

Les disques de refendage appartenant à une même mollette comportent des diamètres . différents. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2, les diamètres des disques de refendage 22Al et 22D2 (appartenant respectivement aux molettes 8 et 10} présentent un diamètre supérieur à celui des disques de refendage 22Bl et 22Cl (appartenant respectivement aux molettes 8 et 10) . Pour des raisons de facilité de compréhension, seuls les disques de refendage des molettes 8 et 10 ont été représentés sur la figure 2.

Pendant la mise en œuvre du procédé, le disque de refendage 22Al de la molette 8 vient en contact avec le disque de refendage 22Bl de la molette 10. De la même manière, pendant la mise en œuvre du procédé, le disque de refendage 22C2 de la molette 8 vient en contact avec le disque de refendage 22D2 de la molette 10.

Les disques de refendage 30 comportent au niveau de leur circonférence des moyens prévus pour cisailler la bande métallique 2 en deux bandes 4 de largeur 1. Ainsi, le refendage se fait sans enlèvement de matière et donc sans chute de matière. Sur la figure 1, les disques de refendage ont été simplifié et accentué dans leur dimension pour facilité la compréhension.

Lors de la fabrication de l'ailette selon de procédé de la présente invention et comme représenté au niveau de la figure 2, les molettes 8 et 10 du dispositif 6 tournent, dans des sens opposés autour de leur axe de rotation respectif Al et A2 dans le sens Sl pour la molette 8 et dans le sens S2 pour la molette 10.

Pendant la fabrication des ailettes, les sommets 14 des moyens de déformation 12 d'une molette s'imbriquent dans les creux 16 des moyens de déformation 12 de la seconde molette. Ceci permet la formation d'ondulations 20 composées de zones planes 20-1 et 20-2 et de zones pliées 20-3 formant un coude.

Simultanément à la formation de ces ondulations 20, les lames de refendage 18 fendent ou cisaillent la feuille métallique 2 selon son axe longitudinal en deux bandes 4 de largeur 1 pour obtenir lesdites deux bandes de largeur 1.

Dans ce mode de réalisation, la feuille métallique 4 est simultanément :

=> pliée à l'aide de l'alternance de dents et de creux, => fendue à l'aide de moyens de fendage 18 prévus sur les disques de refendage, et

=> des fentes transversales formant déflecteurs de flux sont formées à l'aide de bords tranchants.

Ainsi, les deux ailettes 4 sont formées et dissociées simultanément par les molettes de formage 8 et 10.

L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits ci avant, seulement à titre d'exemples, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.