Brevet FR2270471A1 — publié le 19751205

La présente invention concerne l'assemblage étanche de deux pièces métalliques qui peuvent être constituées, par exemple, par un collecteur et une boîtè à eau d'échangeur de chaleur pouvant constituer un radiateur de refroidissement ou de chauffage ou, encore, par les deux demi-coquilles constitutives d'un réservoir tel qu'une nourrice ou un vase d'expansion de circuit de refroidissement de véhicule ou tous autres dispositifs analogues. On connaît déåà des réalisations dans lesquelles l'une des pièces, par exemple le collecteur, est métallique et l'autre pièce, à savoir la boîte à eau, est en matière moulée. Dans ces réalisations, on a déåà enseigné de conformer le collecteur pour qu'il présente, à sa périphérie, une gorge, et la boite à eau un bourrelet en forme de coin de largeur plus petite que celle de la gorge au collecteur. On dispose alors un joint déformable dans le fond de la gorge et on le fait déformer par le bourrelet en forme de coin de la boîte à eau qui est maintenue en position par des pattes ou agrafes.Cette disposition donne satisfaction dans le cas de boîtes à eau ou pieces analogues en matière moulée qui présentent une grande résistance à la déformation pouvant combattre la flexibilité relative d'un collecteur en métal mince mais elle n'a pas été transposable jusqu'à présent lorsque les boîtes à eau ou pièces analogues sont en métal embouti, car, alors, lesdites boîtes à eau tendent à se déformer en même temps que les collecteurs du fait de la flexibilité de leurs parois qui sont soumises à des pressions alternées par le fluide de circulation alternativement chauffé et refroidi. Il a été constaté, notamment dans le cas de radiateurs pour véhicules, que ces efforts alternés avaient pour effet de faire rouler le bord de la boîte à eau sur le Joint en le détériorant progressivement jusqu'à donner naissance à des fuites.Cet inconvénient existe de la même façon dans les nourrices, vases d'expansion et autres réservoirs analogues. La présente invention crée un nouveau dispositif d'assemblage qui remédie aux inconvénients ci-dessus en rendant possible d'utiliser deux pièces en métal mince. Conformément à l'invention, le dispositif de liaison étanche est caractérisé en ce que l'une des pièces est conformée pour délimiter une gorge périphérique présentant une section en U de largeur plus grande que le diamètre d'un bourrelet semi-cylindri que que délimite l'autre pièce, bourrelet qui serre, à l'intérieur de ladite gorge, un Joint souple élastique qui est déformé pour fluer le-long de la paroi dudit bourrelet semi-cylindrique. 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, au dessin annexé. La fig-. 1 est une coupe-élévation partielle éclatée d'un échangeur suivant l'invention. La fig. 2 est une coupe partielle transversale illustrant une variante d'un des éléments apparaissant à la fig. 1. Les fig. 3 et 4 sont des coupes partielles explicatives. La fig. 5 est une coupe partielle de l'une des pièces apparaissant aux figures précédentes et illustrant un développement de l'invention. La fig. 6 est un plan correspondant à la fig. 5. La fig. 7 est une coupe analogue à la fig. 5 d'une variante. La fig. 8 est une coupe vue suivant la ligne VIII-VIII de la fig. 7. L'échangeur, représenté partiellement à la fig. 1, comporte des tubes 1 reliés à des dissipateurs 2. Les tubes 1 sont engagés de façon connue en soi dans des passages de tubes 3 prévus dans des collecteurs 4 qui sont destinés à être recouverts respect- vexent par une boîte à-eau 5. Dans la réalisation de l'invention tant le collecteur 4 que la boite à eau 5 sont métalliques, par exemple en laiton, en cuivre, acier inoxydable, aluminium ou alliage de métal. Suivant l'invention on conforme le collecteur pour qu'il présente, à sa périphérie, une gorge 6 qui, en section, présente la forme de la lettre U et qui est de largeur L et de profondeur H. Le bord montant externe 4a du collecteur est prolongé de place en place par des pattes 7 dont la fonction est indiquée dans ce qui suit. La boite à eau 5 est conformée pour délimiter un rebord périphérique 8 de forme semi-cylindrique formant un bourrelet et creux dont le diamètre extérieur e est plus petit que la largeur L de la gorge du collecteur, la différence entre le diamètre e et la largeur L étant comprise, de préférence, entre 0,2 et 0,6mm. Le rebord 8 semi-cylindrigue est destiné à serrer et déformer dans la gorge 6 un Joint souple élastique , par exemple en caoutchouc, qui, à la fig. 1, présente en section sensiblement la forme de la lettre L, et qui, à la fig. 2, présente en section sensiblement la forme du chiffre 8. L'épaisseur du joint G ou suivant qu'il s'agit de celui de la fig. n ou de la fig. 2, est indiquée zorille étant égale à ti dans sa partie médiane, comme cela est illustré auxdites fig. I et 2. Il est à remarquer que des résultats particulièrement satisfaisants sont obtenus pour assurer un assemblage correct de la boîte à eau 5 dans le collecteur 4 lorsque h + 0,6 å + G,1 4 H 4 h + 0,7 j + 0,1 inégalités dans lesquelles les cotes sont exprimées en min et h représente la hauteur du bourrelet périphérique 8 de la boîte à eau. Lorsque le Joint 9 ou -1, est placé dans le fond de la gorge 6, puis que le bourrelet 8 est appliqué sur le Joint et ou'enfin les pattes 7 sont repliées, on voit à la fig. 3 que le bourrelet8 n'est pas en contact avec le bord 4b du -collecteur, mais laisse apparaître au contraire un espace 10 qui, avec les métaux nobles résistant bien à la corrosion en milieu aqueux n'est pas gênant, cet espace étant cdmaté à l'usage par les boues contenues dans le liquide circulant dans la boîte 5.Lorsque, au contraire, le collecteur 4 et/ou la boîte 5 sont en une matière sensible aux phénomènes de corrosion par aération différentielle, notamment lorsque le collecteur et/ou la boîte sont fabriqués an acier inoxydable sans nickel ; dans ce cas, il est préféré d'utiliser le Joint o de la fig. 1, ce qui est représenté par la fig. 4 car, alors, le talon Ca, que forme le joint 9 lorsqu'il est déforné, obture com plèteent l'espace décrit ci-dessus. Les pattes 7, lorsqu'elles sont repliées sur l'extrémité du rebord semi-cylindrique 8, exercent sur la boîte à eau 5 et le collecteur 4 une force qui tend à ouvrir l'angleo sour pallier cet inconvénient, les fig. 5 et 6 montrent qu'on forme dans le collecteur 4, entre les passages de tubes 3, des emboutis il qui augmentent l'inertie transversale du collecteur. Pour obtenir le même résultEt-, il est possible de procéder comme illustré aux fig. 7 et 8, c 'est-à-dire en fixant au collecteur 4 une pièce de renforcement 12 laissant libres les passages de tubes 3, mais formant entre eux des raidisseurs 12a. Cette pièce de renforcement 12 peut indifféremment être fixée col-me représenté sur le côté du collecteur qui est opposé à celui tourné vers la boite à eau ou, au contraire, sur l'autre côté. La fixation est assurée, par exemple, au moyen de points de soudure électrique coupe il est montré en 13. 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. R EV E N P i C'2 T I O g d I - Dispositif de liaison étanche entre deux pièces, notamment entre une boîte à veau et-un collecteur métallique d'échangeur de chaleur, caractérisé en ce que l'une des pièces est conformée pour délimiter une gorge périphérique présentant une section en U de largeur plus grande-que le diamètre dtun bourrelet semi-cylindrique que délimite l'autre pièce, bourrelet qui serre à l'intérieur de ladite gorge, un Joint souple élastique qui est déformé pour fluer le long de la paroi dudit bourrelet semi-cylindrique. 2 - Dispositif de liaison étanche suivant la revendication 1 du Joint souple pour satisfaire à la relation h + 0,6 å + 0,1 4 H s h + 0,7 å + 0,1 dans laquelle les cotes sont exprimées en min. 3 - Dispositif de liaison étanche suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la largeur L de la gorge est choisie supérieure au diamètre extérieur du-bourrelet semicylindrique d'une mesure comprise entre 0,2 et 0,6 mm. 4 - Dispositif de liaison étanche suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le joint souple déformable en section présente la forme du chiffre S, 5 - Dispositif de liaison étanche suivant l'une dès revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le Joint présente en section sensiblement la forme de la lettre L dont la branche montante est dirigée vers l t intérieur du collecteur pour délimiter par fluage, lorsqu'il est serré, un talon isolant les pièces l'une de l'autre. 6 - Dispositif de liaison étanche suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux pièces sont réunies par des pattes formes par celle desdites pièces qui délimite la gorge, pattes qui sont rebattues à l'intérieur du bourrelet semi- cylindrique de l'autre pièce 7 - Dispositif de liaison étanche suivant l'une des revendications I à 6, caractérisé par des éléments de renforcement de l'inertie transversale de la pièce délimitant la gorge. 8 - Dispositif de liaison étanche suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les éléments de renforcement de l'inertie transversale sont constitués par des emboutis formés au voisinage de la gorge. 9 - Dispositif de liaison étanche suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les éléments de renforcement sont constitués par une plaque de renfort aJourée délimitant des nervures. 10 - Dispositif de liaison étanche suivant l'une des revendications 1 à o caractérisé en ce que les éléments de renforcement sont formés entre les passages de tubes lorsque la pièce délimitant la gorge est constituée par le collecteur d'un échangeur de chaleur.