Brevet FR2088166A1 — publié le 19720107

208816'-» La présente invention a pour objet la fabrication d'un radiateur de refroidissement comportant au moins des collecteurs en résine synthétique et in faisceau métallique comprenant des tubes de oircu^atiun relias par des dissipateurs de chaleur. 5 Le problème que résout l'invention consiste en la mise en place et la ^olidarisation de façon «tanche des collecteurs et éventuellement des boîtes à eau en résine synthétique au moins sur les extrémités des uubes métalliques du faisceau de radiateur proprement ait. 10 Conformément à l'invention, le procédé est caractérisé en ce que les tubes du faisceau sont disposés entre des demi-matrices de maintien présentant une hauteur inférieure â celle aesdits tubes, en ce qu'on met en place sur les parties saillantes desdits tubes des plaques collectrices non perforées en 15 résine synthétique, en ce qu'on pince lesdites plaques collectrices entre deux mâchoires dont l'une au moins est reliée à un générateur de fréquence ultrasonique et en ce qu'on applique cette fréquence jusqu'à ce que lesdits tubes saillent à travers lesdites plaques collectrices. 20 Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description detaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, au dessin annexé . 25 La fig. 1 est une coupe-elévation schématique illustrant comment le procédé de l'invention est mis en oeuvre. La fig. 2 est une coupe vue sensiblement suivant la ligne II-II de la fig. 1. La fig. j est une coupe partielxe illustrant une autre 30 phase du procédé de fabrication. La fig. 4 est une coupe partielle, analogue à la fig. 3, montrant une légère variante. La fig. 5 est une coupe analogue à la fig. 1 ilxustrant un développement de .'invention. 35 La fig. b est une coupe prise suivant la ^igne VI-VI de la fig. 5. Les fig. 7 et a sont des coupes partielles à plus grande -jCi.elle illustrant un détail de réalisation. La fig. 9 est une coupe partielle, à plus grande échelle 70 18940 2 2088166 montrant un développement de l'invention. La fig. 10 est une perspective d'un détail de réalisation. Les fig. 1 en 2 montrent, de façon scnématique, comment on relie les tubes 1 d'un faisceau de radiateur à des plaques col-5 lectrices 2 et 3 qui sont fabriquées en résine synthétique, notamment en résine thermoplastique présentant une certaine rigidité ; des résines de la famille des oxydes de polyphenyLène pouvant, ou non, être chargées, sont particulièrement appropriées. On dispose les tubes 1, par exemple suivant deux rangées a 10 et b_ (fig. 2) dans des encoches 4 de deux demi-matrices 5 et 6 séparées l'une de 1-autre par un plateau 7 fermant entretoise et dont la largeur est égale à 1 espace devant séparer les deux rangées de tubes a et b. La hauteur des demi-matrices 5 et 6 est plus petite que la longueur des tubes 1, afin que ceux-ci fassent 15 saillie de part et d'autre desdites demi-matrices d'une mesure au moins égale à la somme des épaisseurs des deux plaques collectrices. On dispose sur une table 8 la plaque collectrice 3 et on met en place sur le dessus des tubes 1 la plaque collectrice 2 sur laquelle on applique un plateau 9 connu sous le nom de sono-20 trode, d'un générateur d'ultra-sons. Tant la table 8, formant enclume, que la sonotrode 9 présentent en regard des tubes 1 des logements 10 dont le rôle apparaît dans ce qui suit. La sonotrode 9 est appliquée sur l'extrémité des tubes pour exercer sur ceux-ci une pression qui est avanta-25 geusement de l'ordre de 50 bars et elle est soumise à des vibrations dont la fréquence est, par exemple, de l'ordre de 20000 Hz» Les demi-matrices 5, 6 de même que la plaque entretoise 7 onu oour effet de maintenir les tubes 1 en position correcte et à empêcher que ces tubes puissent ilamber pendant l'application 30 des vibrations. En outre, ils constituent des transmetueurs des vibrations appliquées par la sonotrode 9 sur le collecteur 20 Ces vibrations provoquent une fision progressive de la matière des plaques collectrices 2 et 3 qui eat en contact avec 1 extrémité des tubes 1, de sorue que les extrémités desdits tibes pé-35 nètrent, ainsi, dans les plaques collectrices 2 en traversant complètement ces dernières qui sont decoupees jU profil exact des tubes en formant des chutes qui entrent dans les encoches 10 décrites ci-dessus. Les demi-matrices 5 et 6 constituent des butées d'arrêt pour les plaques collectrices lorsque celles-ci 40 sont engagées d'une mesure suffisante.On obtient, ainsi direc 70 18940 3 2088166 tement lu fixation définitive d;s tubes dans les plaqua3 collectrices sans que celles-ci a.eat au préalable à être _,erforees. Le faisceau tubulaire ainsi préparé peut être extrait en écartant les deni-matrices 5, 6 suivant les flèches f 1, f2 res-5 pectivement, et l1entretoise 7 suivant la flèche f3. Le faisceau peut ensuite etre terminé en insérant entre les tubes 1 des Dandes ondulées intercalaires qui sont fixées par collage, ou an autre moyen, ou des ailettes encochées, alternativement engagées à partir de l'un et l'autre côté du faisceau de tubes. 10 Ensuite, on peut placer sur les plaques collectrices 2, 3, des boîtes à eau fixées par tous moyens appropries après avoir au préalable, si cela apparaît nécessairement, enduit les faces externes des plaques collectrices 2 et 3 d'un produit assurant 1'étanchéité. 15 En ce qui concerne les boîtes à eau, on préféré, toutefois, selon l'invention, procéder comme montré aux fig. 3 et 4, c'est-à-dire utiliser des boîtes à eau 11 également en résine synthétique, par exemple la ...ênie résine synthétique que celle constitutive des plaques collectrices 2, i, faire comporter au rebord 20 inférieur 12 de ces boîtes à eau au moins une nervure 13 et appliquer ladite nervure 13 par pression et application a'ultrasons sur la périphérie de la plaque collectrice afin d'assurer le soudage de la boîte à eau sur la plaque collectrice pour que l'ensemble devienne ainsi monobloc. 25 Les fig. 3 et 4 montrent que la mise ne place des boîtes à eau peut èsre assurée avant l'extraction du faisceau de tubes 1 des demi-matrices 5 et 6. Il suffit, en effet, dans ce cas, de substituer à la sonotrode 9 de la fig. 1, soit me sonotrode 14 ayant un bord a'appui périphérique 15 prenant appui sur le re-30 oord 12 de la coite à eau, soit u'utiliser éventuellement la même sonotrode 9 qui prend directement appui sur le dessus de la boîte à eau comme montré par la fig. 4. Cette dernière réalisation est particulièrement avantageuse puisqu'il suffit a'inserer les boîtes à eau, d'une part, entre 35 la sono .rode 9 et la plaque collectrice 2 et, a'autre part, entre la plaque collectrice 3 et la table c sans que le montage comportant les deux demi—matric-s ait à être déplacé. On peut, en effet, facilement prévoir que les sonotrodes 9 et la table ■3 soient constituées par des mâchoires mobiles entre lesquelles 70 18940 4 2088166 est disposé un bâti de support des demi-matrices et, dans ce cas, la disposition apparaissant à la fig. 1 est tournée de 90° pour que les tubes 1 s'étendent, par exemple, Horizontalement. La fig. 5 illustre an développement de l'invention selon lequel on préfabrique, par l'un des procédés connus de la technique, le faisceau de radiateur, c'e&t-à-dire qu'on relie par soudure, brasure, collage ou autre moyen les tubes 1 à leurs dissipateurs 16 qui, aux fig. 5 et 6, sont représentés sous la forme de bandes ondulées intercalaires. Il est avantageux, aussi bien uue celarne soit néanmoins pas nécessaire, que le faisceau 1 comporte des joues latérales 17, 17a qui sont destinées à permettre la fixation du radiateur terminé sur un support, par exemple, la caisse d'un vénicule. On prévoit, dans ce cas, ainsi que le montre la fig. 6, les demi-matrices 5a , 6a pour qu'elles enveloppent le faisceau en prenant appui à la fois contre les joues 17, 17a et contre les bords d'attaque et de fuite des dissipateurs 16 ainsi, le cas échéant, que contre les côtés des tubes 1. Par ailleurs, il est avantageux que les joues 17, 17a soient de hauteur plus grande que celle des tubes. Pour mettre en place les plaques collectrices 2 et 3, on procède identiquement comme décrit dans ce qui précédé en relation avec la fig. 1 ce qui a pour effet de faire penetrer, tout d'abord, les joues 17, 17a dans les plaques collectrices 2 et 3, puis ensuite, les extrémités des tubes 1 de ces mêmes plaques collectrices. Il a, en effet, été constaté que les tubes, maintenus par les dissipateurs 16 auxquels ils sont reliés par soudure, ou brasure, constituent un bloc suffisamment résistant pour supporter sans déformation la pression d'accostage de la sonotrode 9 et les vibrations transmises par cette sonotrode, lorsque le bloc constitué par le faisceau est maintenu comme decrit par les demi-matrices en U 5a, 6a. Pour fixer les boîtes à eau, on procède également comme décrit dans ce qui procède, c'est-à-dire qu'on utilise avantageusement des boîtes à eau 11 (fig. 7 et 5) dont le rebord 12 coïncide avec la partie saillante des j^ues 17, 17 70 18940 5 2088166 ce qui assure une très grande solidité de l'assemblage. La fig. 9 montre que le procédé décrit ci-dessus peut être mis en oeuvre tout en obtenant, en même temps que le montage des plaques collectrices, leur étanchéité rigoureuse sur les 5 pieds de tubes. Pour cela, on constitue avantageusement chaque plaque collectrice, telle que la plaque 2a par deux éléments complémentaires auto-emboîtables 18 et 18a en résiné synthétique. Les éléments 18, 16a présentent, au droit de chaque passage de tube, des évidements 19 et, le cas échéant, aussi, dans le fond 10 desdits évidements de petites concavités 20 permettant d'assurer le centrage des plaques collectrices lorsqu'elles sont mises en place sur les extrémités des tubes 1. L'espace séparant les deux éléments 1c, 16a est rempli, au moins dans la zone séparant un évidement 19 de la saillie correspondante de l'autre élément, 15 d'une résine 21 non polymérisée, ou encore un joint souple peut y être disposé. Le plus avantageux, toutefois, est de disposer de la résine non polymérisée, car cela peut être fait facilement par simple enduisage d'une des faces des deux éléments 18 ou 18a, par exemple la face inférieure de l'élément 18. En effet, 20 si 1'enduisage est réalisé mécaniquement, alors la résine a tendance à remplir les évidements. Au moment où les vibrations sont appliquées aux plaques collectrices, les éléments 18, 18a, sont plaqués l'un contre l'autre, de sorte que la résine non polymérisée est comprimée 25 contre la paroi des tubes 1. En outre, le chauffage, qui fait fondre la résine constitutive des éléments 18, 10a pendant le cours de la pénétration des tubes 1, est transmis à la résine non polymérisée 21 et amorce sa polymérisation, ce qui fait qu'ensuite cette résine assure 1'étanchéité, en même temps que 30 la liaison des deux éléments 18, 18a constituant chaque plaque collectrice. Les plsques collectrices peuvent être fabriquées par différents moyens, notamment par moulage, mais il est possible, aussi, de les fabriquer eu continu, ce qui est particulièrement 35 avantageux économiquement, en utilisant, comme le montre la fig 10, une bande de résine 21 et en faisant passer cette bande entre cïes molettes de formage 22, 23 qui impriment les évidements 19 dans la bande 21. Cette impression est faite en préchauffant la cande soit par conduction, soit par un ch auffage diélec- 70 18940 6 2088166 trique. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation, représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En outre, elle s'étend évidemment, aussi, aa produit que constituent les radiateurs fabriqués. 70 18940 7 2088166 KEyamcA.ii OH.» 1 - Un procède pour Ici fabrication de radiateurs à faisceaux tubuiaires, caractérisé en ce que les tubes du faisceau sont disposes entre les; demi-matrices de maintien présentant une ûaute ir inférieure à celle àesdits tubes, en ce ^u1 on met en place sur les parties saillantes desdits tubes des plaques collec^rices non perforées en rtsine synthétique, en ce qu'on pince lesdites plaques collectrices entre deux mâchoires dont 1-une au moins est reliée à un générateur de fréquence ultra-sonique et en ce qu'on applique cette fréquence jusqu'à ce que lesdits tubes saillent à travers lesdites plaques collectrices. 2 - Procédé, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, supplémentairement, on dispose sur chaque plaque collectrice, après leur perforation par les tubes du faisceau tubu-laire des boîtes à eau également en résine synthétique, et en ce qu'on soumet de nouveau les boîtes à eau et les plaques collectrices à l'action de vibrations à haute fréquence pour assurer leur soudure mutuelle. 3 - Procédé, suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on constitue enaque plaoue collectrice par deux éléments complémentaires auto-enooîtables, en ce qu'on dispose entre ces deux éléments une coucne d'une résine non polymérisée et en ce ^u'on procède à la perforation desdits deux éléments et de la coucne de résine non polymérisée au moyen des tubes et application des ultra-sons, de sorte que la chaleur dégagee pendant ladite perforation ^ar les ultra-sons provoque la polymérisation de la résine séparant les deux dits éléments. 4 - Procédé, suivant l'une ues revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on fabrique les éléments constitutifs des plaques collectrices à partir d'une bande continue de résine synthétiqie dans laquelle on imprime des évidements de forme vois•_ne de celle d.;3 tubes pour former des réceptacles pour ladite résine non polymérisée. 5 - Procéda, suivant l'une oes revendications 1 à 4, caractérisé en ce que des logements sont supplémentairement .'ormes dans les plaques collectrices pour assurer leur auto-centrage sur les extrémités des tubes. 6 - Procédé, suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'on préfabrique au préalable par des moyens quelconque- connus dans la teennique un faisceau comportant des 70 18940 8 2088166 tubes de circulation, des dissipateurs séparant les tubes, et des joues latérales, en ce qu'on solidarise ce faisceau, en ce qu'on le dispose entre deux demi-matricesae maintien et en ce qu'on met; en place des plaques collectrices par application sur 5 celles-ci des ultra-sons, les dissipateurs relies aux tubes coopérant avec les demi-matrices contenant le faisceau pour assurer la rigidité des tubes pendant 1 application des ultrasons assurant la perfection et la mise en place des plaques collectrices. 10 7 - Procédé, suivant l'une des revendications 1 à 6, carac térisé en ce qu'on prévoit les joues du faisceau plus longues 'que les tubes, de sorte que les extrémités desdites joues sont amenées à perforer les plaques collectrices pendant la mise en place de celles-ci puis un rebord des boîtes à eau en résine 15 synthétique soudé par ultra-sons sur la periphèrie de ces plaques collectrices. 8 - En tant que produit industriel nouveau, un radiateur de refroidissement obtenu conformément à l'une des revendications 1 à 7.