Brevet FR2036701A1 — publié le 19701231

i 2036701 Dans les fabrications connues des radiateurs de refroidissement utilisés notamment pour le refroidissement des moteurs de véhicules, les tubes de circulation du faisceau sont engagés par leurs extrémités, dans deux collecteurs auxquels 5 ils sont reliés en mettant en oeuvre des opérations de brasage ou de soudure, ce qui dépend de la nature des métaux constitutifs desdits radiateurs. Jusqu'à présent, ces opérations de hrasage ou de soudure sont complexes car il est nécessaire que la liaison, par exemple entre les tubes et les collecteurs 20 ou entre les collecteurs et les boîtes à eau qui les recouvrent , soit réalisée par des matières d'apport, par exemple des soudures à l'étain ou à l'argent dans le cas de radiateur à tubes et collecteurs en laiton, ou par des alliages d'aluminium-silicium dans le cas des tubes et collecteurs en alu-25 minium, étant donné que ladite matière d'apport doit assurer la liaison mécanique intime entre les pièces à relier , doit aussi assurer me étanciiéité rigoureuse et doit, en outre, être insensible à l'érosion et à la corrosion dues aux liquides circulant dans le radiateur» 20 la présente invention vise à simplifier considérablement la liaison entre lesdits éléments constitutifs d'un radiateur et cela quelle que soit .la nature des matières constitutives tant des tubes, que des collecteurs, que ces matières soient les mêmes ou au contraire, différentes, pour constituer les-25 dits tubes, lesdits collecteurs, les boîtes à eau et tubulures dont ces dernières sont munies. De nombreuses matières rendant* possible une liaison mécanique satisfaisante et une étanciiéité également satisfaisante, sont évidemment connues dans la technique mais ces 30 matières dont la mise en oeuvre est beaucoup plus simple et donc moins onéreuse que celle dont il est parlé ci-dessus n'ont jamais pu être utilisées car, si apparemment au moment de sa fabrication le radiateur apparaissait de qualité satisfaisante c'est-à-dire, qu'il était étanche, il est apparu qu'après un 35 court laps de temps d'utilisation, alors ces matières, par exemple, des colles, des brasures au zinc et autres produits analogues, étaient rapidement corrodées ou érodées et que des : fuites en résultaient. Cet inconvénient est maintenant complètement supprimé selon l'invention. 69 05031 2 2036701 Conformément à l'invention, le procédé pour lier mécaniquement et de façon étanche les éléments constitutifs d'un radiateur de refroidissement pour véhicules, notamment les tubes et collecteurs, les collecteurs et boîtes, à eau, ainsi 5 que lesaites boîtes a eau et les tubulures qu'elles comportent éventuellement, est caractérisé en ce que les éléments à relier sont réunis par une matière d'apport du genre colle, soudure tendre, brasure à bas point de fusion et autres matières analogues, ladite matière d'apport étant protégée contre la cor-10 rosion et l'érosion dues à la circulation du liquide à l'intérieur du radiateur en la disposant pour qu'elle ne présente qu'une surface minime en eontact avec ledit liquide et une grande épaisseur dans le sens à partir duquel s'étend cette matière à partir de cette surface minime, de sorte que l'érosion 15 ou la corrosion, produite initialement au moment de la mise en service du radiateur, délimite éventuellement un logement pour des boues formées dans le radiateur au cours de son utilisation, lesdites boues constituant ainsi écran entre le liquide et ladite matière d'apport et empêchant toute corrosion ou érosion 20 subséquente de cette matière» l'invention s'étend aussi au produit obtenu par le procédé ci-dessus» Conformément à cette seconde disposition de l'invention, la matière d'apport est disposée dans l'épaisseur du collecteur contre la paroi des tubes et s'étend sur une Ion— 25 gueur desdits tubes qui est importante vis-à-vis de l'épaisseur de ladite matière d'apport s'étendant entre la paroi des tubes et la paroi correspondante du collecteur, de sorte que la surface de matière d'apport saillant à l'intérieur du collecteur est minime» 30 Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins annexés* 35 les fig. 1 à 3 sont des coupes partielles schématiques illustrant des modes de réalisation de l'invention dans le cas d'une liaison tubes-collecteurs emboutis. les fig. 4 à 7 - sont des coupes-élévations'schématiques analogues- aux figures précédentes, nais illustrant des modes 69 05031 3 2036701 de réalisation de l'invention dans le cas d'une liaison tubes-collecteurs moulés» La fig» 8 est une coupe-élévation partielle d'un radiateur illustrant un développement de l'invention dans son appli-5 cation à la liaison tubes-collecteurs-boîtes à eau. A la fig. 1, on a représenté très partiellement l'un des collecteurs 1 d'un radiateur pour le liquide de refroidissement d'un ::oteur à combustion interne. Ce collecteur servant à relier des tubes tels que le tube 2 auquel il doit évidem— 10 ment être réuni de façon étanche. Dans le cas considéré, le collecteur 1 est fabriqué en métal embouti, par exemple en laiton, et ce collecteur forme, au niveau de chaque passage de tube, un collet 3 qui, dans le cas de la fig. 1, est dirigé vers le bas. Le tube 2 est 15 fabriqué en métal, par exemple en laiton ou en aluminium, et il peut présenter, en section différentes formes, par exemple, circulaire, ovale, rectangulaire à petits côtés arrondis, etc. Pour relier mécaniquement et de façon étanche le collecteur à chaque tube, on réalise un joint 4 au moyen d'une colle, 20 par exemple une colle à base de résine époxy, ou bien encore le joint 4 est formé par une brasure à bas point de fusion, par exemple une brasure à base de zinc qui est particulièrement appropriée pour la liaison de tubes et de collecteurs en aluminium, ou encore par une soudure facile à exécuter et ne 25 nécessitant en particulier qu'un chauffage relativement faible. Chaque joint 4 est recouvert, sur sa tranche s'étendant au niveau de la paroi interne du collecteur 1, par un élément protecteur 5, qui dans le cas de la fig. 1, est constitué par une rondelle en caoutchouc enfilée sur le tube 2, ensuite 30 serti, comme montré en 2a afin de maintenir en place la rondelle 5 qui n'est pas destinée à assurer llétanchéité mais seulement la protection de la tranche supérieure de la matière constitutive du joint 4 qui peut ainsi être en une aatière pouvant le cas échéant, être corrodee ou erodee par le liquide 35 en circulation dans le collecteur 1» La fonction de la rondelle 5 formant élément proteeteizr est essentiellement d'éviter que liquide pouvant venir en contact avec le joint 4 soit renouvelé. 2n effet, c'est une caractéristique-importante de l'invention d'avoir constaté qu'en empêchant le renouvel- 69 05031 4 2036701 lement du liquide en contact avec le joint, il est sans importance que le joint soit en partie corrodé ou érodé, car en empêchant ledit renouvellement du liquide, c'est—à—dire sa circulation, on fait en sorte que des dépôts se forment sur le 5 joint et coopèrent ainsi avec l'élément protecteur 5 pour assurer la protection définitive dudit joint étanche 4 après une corrosion ou érosion préalable de celui-cio La fig* 2 montre que dans le cas de collecteurs emboutis comme celui de la fig. 1, il est possible, si on le désire, 10 de ne plus utiliser l'élément protecteur 5 en formant autour de chaque passage de tube, dans ledit collecteur, des bourrelets annulaires 6 à partir desquels s'étendent les collets 3 reliés par le joint 4, éventuellement corrodable à la paroi de chaque tube 2. Gomme précédemment, les extrémités des tubes 15 2 sont repliées en 2a pour prendre appui sur les bourrelets 6. Dans cette réalisation, la surface du joint 4 en contact avec l'eau circulant dans chaque collecteur est nulle ou pratiquement nulle et, par conséquent, l'érosion ou la corrosion dudit joint 4 est forcément très réduite, cette érosion ou 20 corrosion étant rapidement compensée par les dépôts et boues s'insérant entre le bourrelet 6 et le bord replié 2a en constituant ainsi un anneau protecteur pour la matière dudit j oint 4• la figo 3 illustre une très légère modification de 25 la réalisation de la fig* 2 suivant laquelle les bourrelets 6a sont formés vers le bas au lieu d'y être vers le haut, de sorte que les collets 3 font saillie dans le sens opposé à celui de la fig* 2, le résultat obtenu étant le même puisque le bord replié 2a de chaque tube 2 vient en appui, alors 50 contre le bord terminal des collets, ce qui protège, pour les mêmes raisons que décrites ci-dessus, la matière constitutive du joint 4* L'invention peut être mise en oeuvre dé façon tout à fait analogue lorsqu'on utilise au lieu de collecteurs en métal 35 embouti et découpé des collecteurs épais fabriqués par exemple par moulage en métal, matière plastique, caoutchouc, verre ou autre produit moulable* Dans le cas de la figo 4, le collecteur épais, alors désigné par 1.,, présente,au droit de chaque tube, un passage 7 69 05031 5 2036701 présentant sur une partie de sa hauteur une paroi 7a parallèle à la. paroi de chaque tube 2, puis une paroi 7b à bords convergents dont l'embouchure est au plus égale aux dimensions externes de chaque tube 2. Les. tubes sont emmanchés à force 5 dans chaque collecteur 1-j, après mise en place de la matière constitutive du joint 4, matière qui est ainsi pressée dans le logement ménagé par les parois 7a et 7b et, puisque l'embouchure du passage 7 est de dimension au plus égale à celle du tube, alors la surface du joint 4 en contact avec le 10 liquide circulant dans le collecteur est rendue pratiquement nulle ce qui fait que même en cas d'érosion ou de corrosion de cette matière, ces derniers phénomènes ne peuvent se produire que lentement, d'une part, et puisqu'une partie de la matière du joint 4 tend à disparaître, il est ainsi ménagé entre l'ex-15 trémité du tube et la partie correspondante de la paroi du collecteur un espace dans lequel se déposent les boues formées normalement dans le circuit de refroidissement, ces boues assurant leur fonction de protection du joint. La fig. 5 illustre une réalisation très voisine selon 20 laquelle les passages 7 prévus dans les collecteurs épais 1-j sont à parois sensiblement parallèles et continues mais, dans cette réalisation, chaque tube 2 présente en dessous du collecteur un épanouissement 8 et, au-dessus du collecteur ion évasement 9, ce qui fait que le tube est en contact avec .25 chacune des faces du collecteur et que le joint 4 est ainsi emrpisonné et abrité du liquide circulant dans le collecteur et les tubes 2. La fig. 6 illustre une réalisation qui s'apparente à celle de la fig. 1 en cela qu'un élément protecteur 5a, par 30 exemple en caoutchouc, recouvre la partie du joint 4 qui se trouve à l'intérieur dudit oollecteur. L'élément protecteur 5a peut être constitué,comme représenté à la fig. 1, par une simple rondelle mise en place sur chaque tube, ou bien cet élément protecteur peut être constitué par une plaque perforée 35 recouvrant au moins toute la zone du."collecteur dans laquelle débouchent des tubes 2. Pour maintenir en place l'élément protecteur 5a, il est quelquefois avantageux,.comme représenté, de prévoir des éléments'de serrage -10 pouvant être constitues par des rondelles enfilées à force sur les extrémités des 69 05031 6 2036701 tubes ou par une plaque perforée» La fig. 7 montre une autre réalisation selon laquelle les collecteurs épais présentent, près de leur face interne, une rainure ou saignée 11 dans laquelle est -logé un anneau 5 protecteur 12 en caoutchouc ou matière plastique, cet anneau protecteur protégeant le joint d'étanchéité 4 en matière éventuellement corrodable. La fig. 8 montre que l'invention peut être mise en oeuvre pour assurer à la fois, la. liaison étanche entre tubes 10 et collecteurs et la liaison étanche entre collecteurs et boîtes à eau, toujours en utilisant une matière de liaison éventuellement érodable ou corrodable mais qui a été choisie pous sa facilité de mise en oeuvre et son faible prix de revient, comme les colles, brasures et soudures mentionnées 15 dans ce qui précède. On voit selon la fig. 8 qu'on peut utiliser, par exemple pour relier les tubes 2, un collecteur ^pouvant lui-même être en matière corrodable, par exemple, en acier, bien qu'évidemment ce collecteur puisse aussi être en d'autres matières, telles que celles mentionnées dans 20 ce qui précède» L'étanchéité, aiûsi que la liaison mécanique tubes-col-? lecteurs, sont assurées par une couche de colle ou de brasure ou de soudure 13 qui- recouvre tout le collecteur ou tout au moins les parties du collecteur voisines des tubes 2 ainsi 25 que celles sur lesquelles prend appui le bord périphérique 14 de la boîte à eau 15, ce choix étant fait, par exemple, suivant que le collecteur 1g est ou non en matière elle-même corrodable. On met en place av^nt le montage de la boîte à eau 15 un faux collecteur 16 pouvant être en caoutchouc, 30 en laiton ,-en aluminium ou autre matière non corrodable, de façon à recouvrir toute la couche de matière de liaison 13. Ensuite, après montage de la boîte à eau 15, on fixe cette dernière au collecteur 13, par exemple, en sertissant comme montré en 13a le bord périphérique du collecteur sur un épau-35 lement de la boîte à eau, ou bien on assure cette liaison par des pinces ou agrafes. On voit ainsi que le faux-collecteur 16, d'une part, est mis en plac^ en pressant la matière de liaison 13, ce qui assure que cette matière pénètre bien dans tous les interstices qu'elle doit obturer et, d'autre part, 69 05031 7 2036701 assure ensuite la protection contre l'érosion et la corrosion éventuelles de ladite satière de liaison 13» _ D'autres moyens de protection de la matière de liaison peuvent encore être envisagés et on ne sortirait pas du cadre 5 de l'invention en protégeant la matière de liaison éventuellement corrodable ou érodable en projetant sur cette matière des vernis, des peintures, des solutions ou éoxulsions de résine synthétique formant un film dont la fonction serait seulement, celle désirée de protection de ladite matière de 10 liaison, la nature de ce film dépendant uniquement de la facilité qu'il y a à utiliser tel ou tel produit pour l'étendre soit à la brosse, soit au pistolet, soit par trempage ou un autre moyen de la technique» 69 05031 8 2036701 RSVfflBI GATIONS 1 - Procédé pour lier mécaniquement et de façon étanche Des éléments constitutifs d'un radiateur de refroidissement pour véhicules, notamnjent les tubes et collecteurs, les collecteurs et boîtes à eau, ainsi que lesdites boîtes à eau et les tubulures 5 qu'elles comportent éventuellement, caractérisé en ce que lesdits éléments à relier sont réunis par une matière d'apport du genre colle, soudure tendre, brasure à bas point de fusion et autres matières analogues, ladite matière d'apport étant protégée contre la corrosion et l'érosion dues à la circulation du liquide à l'in-10 térieur du radiateur en la disposant pour qu'elle ne présente qu'une surface minime en contact avec ledit liquide et une grande épaisseur dans le sens à partir duquel s'étend cette matière à partir de cette surface minime, de sorte que l'érosion, ou la corrosion, produite initialement au moment de la mise en service du 15 radiateur délimite éventuellement un logement pour des boues formées dans le radiateur au cours de son utilisation, lesdites boues constituant ainsi écran entre le liquide et ladite matière d'apport et empêchant toute corrosion ou érosion subséquente de cette matière. 20 2 - Procédé suivant la revendication 1, dans lequel on rend minime la surface de la matière de liaison en contact avec le liquide circulant dans le radiateur en recouvrant au moins partiellement la partie de cette matière se trouvant à l'intérieur dudit radiateur par un film ou élément protecteur. 25 3 - Procédé suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on dispose la matière d'apport de façon que sa surface en contact avec le liquide circulant dans le radiateur se trouve placée dans "des zones mortes de circulation de ce liquide, de sorte que ledit liquide en contact direct avec la matière d'ap-30 port ne soit que peu ou pas renouvelé pendant le fonctionnement du radiateur. 4 - Radiateur faisant application du procédé selon une des revendications 1 à 3, dans lequel la matière d'apport est disposée dans l'épaisseur du collecteur contre la paroi des tubes 35 et s'étend sur une longueur desdits tubes qui est importante vis-à-vis de l'épaisseur de ladite matière d'apport s'étendant entre la paroi des tubes et la paroi correspondante du collecteur, de sorte que la surface de matière d'apport saillant à l'intérieur 69 05031 9 2036701 du collecteur est minime. 5 — Radiateur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le collecteur, lorsqu'il est fabriqué en métal embouti, forme au droit de chaque passage de tube des collets relative- 5 ment hauts entre lesquels les tubes sont passés, lesdits tubes étant reliés auxdits collets par ladite matière d'apport s'étendant au moins sur toute la hauteur desdits collets et en ce qu'on prévoit, lorsque les collecteurs sont fabriqués en matière mou- / lée,que l'épaisseur des collecteurs soit grande au niveau des 10 passages de tubes pour que la matière d'apport s'étende sur une hauteur notable desdits tubes, dee moyens étant supplémentaire-ment préui s pour qu.e la surface du joint de matière d'apport au niveau de la face interne du collecteur soit réduite par rapport à la surface, en section, de ladite matière d'apport dans 15 toute la zone où elle constitue le moyen de liaison mécanique entre chaque tube et le collecteur. 6 - Radiateur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen réduisant la surface de la matière d'apport au niveau de la paroi interne du collecteur consiste à replier 20 l'extrémité de chaque tube faisant saillie dans le collecteur pour que l'épanouissement formé par le tube prenne appui contre le bord même de chaque passage de tube du collecteur, ce moyen étant complété, le cas échéant, par un écran rapporté entre la partie repliée de chaque tube et la face interne du collecteur. 25 7 - Radiateur suivant l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les passages de tubes préms dans des collecteurs en matière moulée, telle que caoutchouc, matière plastique, verre, métal, etc, présentent une partie à paroi parallèle à celle de chaque tube et une partie à paroi convergente 30 jusqu'à la face interne du colite cteur, 11embouchure de cette partie à paroi convergente étant de dimension au plus égale à celle de la paroi externe du tube. 8 - Radiateur suivant une des revendications 4 à 7, carao-25 térisé par des bossages annulaires formés autour de chaque passage de tube dans la paroi de chaque collecteur fabriqué en métal embouti, lesdits bossages annulaires faisant saillie vers l'it: térieur ou l'extérieur du collecteur et les collets hauts recevant la matière d'apport s'étendant à partir de ces bossages de sorte 05031 10 2036701 que les extrémités repliées des tubes portent sur lesdits bossages ou l'extrémité desdits collets selon que les bossages sont formés dans un sens ou dans l'autre en limitant par suite la surface de la matière d'apport en contact avec le liquide circulant dans le collecteur à une mesure minime et en faisant que cette . surface de ladite matière d'apport se trouve placée dans une zcce morte de circulation dudit liquide. 9 - Radiateur suivant l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la matière d'apport est prévue pour recouvrir au moins en partie la surface interne d'un faux collecteur, de sorte que ladite matière d'apport assure simultanément la liaison mécanique et étanc&e entre les tubes, le collecteur et une boîte à eau recouvrant ce collecteur, un écran protecteur de ladite matière d'apport s*étendant au-dessus de celle-ci à l'intérieur du collecteur. 10 - Radiateur suivant l'une des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que l'écran protecteur est constitué par une plaque perforée, un film d'un vernis, d'une peinture, d'une résine synthétique ou d'un autre produit mis en place par engagement sur les tubes, par projeotion, par imprégnation, par éten-dage, pulvérisation et autres moyens analogues de la technique, propres à la matière constitutive de l'écran.