Brevet FR2236578A1 — publié le 19750207

La présente invention est relative aux échangeurs de chaleur et plus çarticuliêrement a ceux qui comportent un faisceau de tubes munis de dissipateurs, les tubes dudit faisceau débouchant à leurs extrémités à llintérieur de collecteurs. L'invention est relative plus précisément à la liaison entre les tubes, qui sont de section circulaire et les collecteurs. Il est important, en effet, que cette liaison puisse etre réalisée pour qu'elle soit parfaitement étanche et qu'elle soit également résistante mécaniquement. belon ?'invention, on obtient ce résultat sans qu'il soit nécessaire de prévoir une soudure ou une brasure entre les tubes et les collecteurs, ce qui rend possible d'utiliser des collecteurs en matières différentes de celle des tubes. De plus, l'invention rend possible une fabrication très économique car les collecteurs peuvent être mis en place de façon très simple et très rapide sans qu'il y ait au préalable à soumettre les tubes et les collecteurs à aucune opération telle que dégraissage, décapage, lavage et séchage qui sont des opérations nécessaires lorsque la liaison tubes-collecteurs doit être réalisée par soudure ou brasure. Conformément a l'invention, le procédé est caractérisé en ce qu'on forme des collecteurs avec des collets annulaires délimitant des alésages tronconiques ayant une grande base de diamètre au moins égal au diamètre extérieur des tubes et une petite base de diamètre au plus égal au diamètre intérieur desdits tubes et en ce qu'on engage lesdits collecteurs à force sur l'extrémité des tubes pour provoquer la déformation pro sive des collets en amenant ceux-ci à exercer un effort élastique permanent sur la paroi externe desdits tubes. L-'invention s'étend aussi à un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de poussée, dont le dessous est conformé de façon approximativement complémentaire à un collecteur à mettre en place sur l'extrémité des tubes d'un faisceau de radiateur présentant des collets saillantsvers la plaque de poussée qui délimite des évidements formés au droit desdits collets, des broches traversant ladite plaque de poussée et étant disposées en alignement axial avec les tubes du faisceau de ra diateur, lesdites broches présentant un diamètre correspondant au diamètre interne des tubes, et des moyens étant prévus pour déplacer tout d'abord les broches, de sorte qu'elles pénètrent dans lesdits tubes, puis la plaque de poussée emmanchant ledit collecteur sur lesdits tubes, tandis que les broches sont engagées dans ceux-ci en formant des mandrins de calibrage desdits tubes tandis que les collets du collecteur sont déformés par la paroi externe du tube. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé La fig. 1 est une coupe-élévation partielle d'un radiateur fabriqué selon le procécé de l'invention. La-fig. 2 est une coupe-élévation, à plus grande échelle, illustrant un détail de réalisation. La fig. 3 est une coupe partielle du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention. La fig. I montre un radiateur réalisé suivant le procédé de l'invention, ce radiateur comportant des tubes 1 de section circulaire qui sont en métal, des ailettes 2 formant surface d'échange de chaleur secondaire qui sont enfilées- sur les tubes 1 des collecteurs 3 montés à l'extrémité des tubes et des boutes a eau 3a recouvrant les collecteurs avec lesquels elles sont reliées de façon étanche. Les tubes 1 sont, de préférence, fabriqués en alliage d'aluminium, AG3 ou Iî, mais ils peuvent, aussi, sans sortir du cadre de l'invention, être fabriqués en d'autres métaux, par exemple en laiton. Les collecteurs 3, fa sont indifféremment fabriqués en résine synthétique de préférence armée, par exemple à partir de polymère d'oxyde de polyphénylène armé de fibres de verre, ou en caoutchouc synthétique, ou encore en acier. Dans ce dernier cas, l'acier peut être un acier inoxydable ou un acier ordinaire mais très élastique et revêtu d'une couche protectrice, par exemple une couche d'une résine, notamment celle connue sous le nom de Rilsan qui adhère bien à l'acier. La couche de revêtement peut être très mince, par exemple comprise entre 0,1 et 0,5 mm. Une des opérations du procédé consiste à conformer le collecteur pour qu'il délimite des passages de tube 4 (fig. 2). Chaque passage de tube présente une embouchure 4a qui est alignéeavec la face du collecteur tournée vers les ailettes 2 et de diamètre égal au diamètre extérieur des tubes 1. On forme, aussi, des collets convergents 5 qui sont destinés à faire saillie vers l'intérieur ces boîtes à eau 3a. La paroi interne de chaque passage de tube délimité par chaque collecteur et par les collets 5 est en tronc de conte et l'embouchure 4b se trouvant au sommet des collets est de diamètre égal au diamètre interne du tube 1. Une opération suivante de fabrication consiste a engager à force les collecteurs, présentant les passages de tube formés comme expliqué ci-dessus, sur les extrémités des tubes I de façon à déformer les collets 5 pour qu'ils occupent, en fin d'engagement, la position Sa illustrée à la fig. 2, position pour laquelle lesdits collets exercent une pression radiale tout autour de chaque tube. Pour permettre la mise en place des collecteurs et la déformation des collets, l'invention prévoit le dispositif illustré partiellement a la fig. 3 qui comporte une plaque depoussée 6 de forme correspondant à celle des collecteurs a mettre en place, chaque plaque de poussée présente des évidements 7 pour porter contre le collecteur sur pratiquement toute la surface libre de celui-ci, a l'exception des collets 5. Chaque évidement 7 est traversé par une broche 8 portée par un piston 9 contre la tête 9a duquel est appuyée une extrémité d'un ressort IG dont l'autre extrémité est en appui contre la plaque de pousse 6. Les têtes ,a des pistons 9 sont reliées à un plateau de presse Il d'une presse auquel la plaque de poussée 6 est également reliée par des tirants ou autres organes 12 permettant à ladite plaque de poussée d'être déplacée par rapport aux piston 9 et broche 8. Deux dispositifs comme celui décrit succinctement cidessus sont disposés de part et d'autre des radiateurs à fabriquer, l'un étant par exemple porté par le plateau fixe d'une presse et l'autre par k coulisseau de cette presse. Au repos, les pistons 9 sont soulevés, par rapport à la position représentée, par l'action des ressorts 1C et les broches G ne font que faiblement saillie par rapport à la plaque de poussée 6. Après que les collecteurs 3 ont été posés sur l'exttémité saillante des tubes 1 et que l'ensemble a été disposé dans la presse, on commande celle-ci de sorte que les broches a passent à frottement doux dans l'embouchure 4b des collets 5. Ensuite, les broches commencent à entrer dans les extrémités des tubes qui sont de la sorte parfaitement calibrés et alignes avec les passages de tubes 4 des collecteurs. La presse continuant son mouvement, les plateaux de poussée 6 viennent en contact avec les collecteurs 3. Lorsque les pistons c ont suffisamment comprimé les ressorts 10, ils viennent en appui contre la plaque de poussée et, par conséquent, celle-ci est déplacée en même temps que les broches 8. Il s'ensuit que les collecteurs sont engagés sur les extrémités des tubes en même temps que les tubes sont maintenus par les broches qui agissent comme des mandrins de calibrage. Pendant l'engagement des collecteurs, les collets 5 sont progressivement déformés, comme illustré par la fig. 2, et ils serrent ainsi le tube de faon très énergique. La presse est finalement ouverte les broches 8 étant soulevees- avant la plaque de poussée pendant la course de détente des ressorts 10 qui maintiennent ladite plaque de poussée en position correcte pendant l'extraction ndes broches. La pression qui est exercée par les collets 5 sur les tubes est suffisante pour assurer une étanchéité absolue et on voit, par ce qui précède, que cette pressìon est tout particulièrement importante au niveau de ltembouchure 4b qui est celle pour 'laquelle les collets sont le plus déformés. Ainsi, une étanchéité parfaite est obtenue car la pression exercée par le collet est répartie essentiellement suivant une zone annulaire de faible hauteur. Four améliorer encore la tenue de l'assemblage réalisé, il est souvent avantageux de rendre rugueuse l'extrémité des tubes ou de rendre rugueuse la paroi interne de l'alésage-tron conique formé par les collets,cela tout au moins en dessous de la zone précitée se trouvant au voisinage de l'ethouchure 4b. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation, représenté et décrit en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVEXxDICAUIGES 1 - Procédé pour l'assemblage étanche de collecteurs sur des tubes de section circulaire de faisceaux de radiateur, caractérisé en ce qu'on forme des collecteurs avec des collets annu laires délimitant des alésages tronconiques avant une grande base de diamètre au moins égal au diamètre extérieur des tubes et une petite base de diamètre au plus égal au diamètre intérieur desdits tubes et en ce qu'on engage lesdits collecteurs à force sur l'extrémité des tubes pour provoquer la déformation progressive des collets en amenant ceux-ci à exercer un effort élastique permanent sur la paroi externe desdits tubes. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en I I ce qu'on exécute un calibrage des tubes en même temps qu'on engage à force les collets des collecteurs sur leur paroi externe. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on forme des rugosités au moins sur la partie de la paroi externe des tubes destinés à être engagés dans les collets. 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on forme des rugosités sur une partie au moins de la hauteur de l'alésage tronconique délimité par les collets. 5 - positif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 a 4, caractérisé en ce qu'il comporte une plaque de poussée dont le dessous est conformé de façon approximativement complémentaire à un collecteur à mettre en place sur l'extrémité des tubes d'un faisceau de radiateur présentant des collets saillants vers la plaque de poussée qui délimite des évidements formés au droit desdits collets, des broches traversant ladite plaque de poussée et étant disposées en alignement axial avec les tubes du faisceau de radiateur, lesdites broches présentant un diamètre correspondant au diamètre interne des tubes, et des moyens étant prévus pour déplacer tout d'abord les broches, de sorte qu'elles pénètrent dans lesdits tubes, puis la plaque de poussee emmanchant ledit collecteur sur lesdits tubes tandis que les broches sont engagées dans ceux-ci en formant des mandrins de calibrage desdite. tubes, tandis que les collets du collecteur sont déformés par la paroi externe du tube. 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les broches sont portées par des pistons reliés à laplaque de poussée par des ressorts, lesdits pistons étant, par ailleurs, reliés à un plateau d'une presse auquel la plaque de poussée est également reliée par des tirants montés avec jeu, de sorte que le déplacement du plateau de presse provoque tout d'abord. celui des pistons et des broches, puis celui de la plaque de poussée lorsque les pistons sont amenés en appui sur ladite plaque de poussée, les ressorts interposés entre les pistons et la plaque de poussée assurant le maintien en appui de cette plaque sur le collecteur pendant le début de l'extraction des broches lors du retrait des pistons. 7 - Dispositif suivant l'une des revendications:5 et 6, caractérisé en ce qu'il comporte deux ensembles identiques dont l'un est monté sur le plateau fixe d'une presse et l'autre sur le coulisseau de cette presse, de sorte que les deux collecteurs sont emmanchés simultanément. 8 - Radiateur faisant application du procédé suivant l'une des revendications 1. å 4, caractérisé en ce qu'il comporte des tubes de section circulaire sur lesquels sont fixées des ailettes de refroidissement; et aux extrémités desquelles sont emmanchés des collecteurs présentant, sur leur face opposée à celle tournée vers les ailettes, des collets annulaires flexibles saillants dilimitant un alesage sensiblement tronconique. 9 - Radiateur suivant la revendication 8,.caractérisé en ce que les collecteurs sont indcfféremments fabriqués en résine synthétique, caoutchouc ou acier.