Brevet FR2325892A1 — publié le 19770422

L'invention a pour objet un dispositif de jonction entre un faisceau de tubes d'echangeur de chaleur et une botte à fluide. Dans les échangeurs de chaleur, notamment ceux utilisés sur les véhicules automobiles, un faisceau de tubes, dans lequel circule un..premier fluide le plus souvent de l'eau, et garnis d'ailettes pour l'échange de chaleur avec un second fluide, le plus souvent de l'air, est en communicaeion, à au moins une de ses extrémités, avec une botte à fluide, désignée ci-après en tant que boîte à eau et leproblème se pose de réaliser l'étanchéité du circuit du premier fluide, que l'on appellera par la suite circuit d'eau, par des moyens qui soient à la fois efficaces, simples et de fabrication économique. D'une manière courante, les extrémités adjacentes des tubes du faisceau sont racçordées à un collecteur qui, en coopération avec un boitier, limite la boite à eau, des moyens d'étanchéité étant prévus entre la périphérie du collecteur et le bottier. I1 faut également prévoir des moyens d'étanchéité aux traversées du colleçteur par le -.tubes et qui restent efficaces malgré la pression régnant dans la bo^te à eau et également les déformations qui peuvent interv4nar au cours d'un usage normal. Dans une première fam-ille de solutions, on fait appel à la soudure pour solidariser les extrémités des tubes et le collecteur ; mais l'exécution est délicate et relativement chère. Dans une autre.famille de solutions, on conforme le co-llecteur suivant des cqllets traversés par les extrémités des tubes et des joints élastiques sont interposés entre lesdits collets et les extrémités. Suivant une réalisation, les joints font partie d'une même feuille en un matériau élastique épousant la forme du collecteur et présentant des collets. La jonction étanche entre le collecteur et le boîtier est alors obtenue par sertissage appliquant le bord du bottier contre la périphérie de la feuille en matériau élastique On a récemment proposé des collecteurs en matière plastique mais, jusqu'à présent, de tels collecteurs n'ont pas trouvé d'utilisation pratique, vraisemblablement en raison de la complication de leur fabrication. a présente invention vise un dispositif de jonction entre une multiplicité de tubes d'un faisceau de tubes et une boîte à eau limitée par un bottier, caractérisé en ce que, appliquant en tant que collecteur une matière plastique composite à ame relativement rigide et à couche superficielle relativement souple, le collecteur dépourvu de collets présente des trous de passage pour les extrémités des tubes du faisceau, l'épaisseur du collecteur étant suffisante pour obtenir l'étanchéité du passage par coopération avec des évasements formant les extrémités des tubes. L'invention prévoit également, pour la liaison entre la périphérie du collecteur et le bottier, un agrafage à l'aide d'agrafes ou clips, évitant l'opération de sertissage. Au total, on aboutit à une fabrication plus simple, plus économique et au moins aussi efficace que celle des réalisations connues. La description qui suit, faite à titre d'exemple, se réfère au dessin annexé dans lequel - la figure 1 est une vue en coupe d'une extrémité d'un faisceau de tubes d'un échangeur de chaleur, y compris le bottier de botte à eau, pour une première forme de réalisation - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure I mais pour une variante de réalisation. On se réfère d'abord à la figure 1. L'échangeur de chaleur comprend un faisceau de tubes parallèles 11 d'axes 12, qui traversent sans jeu des ailettes 13, le fluide primaire circulant dans les tubes 11 échangeant sa chaleur avec le fluide secondaire balayant les ailettes 13, lesdites ailettes ainsi que les tubes étant métalliques. Chacun des tubes 11 se termine par un évasement 14, cylindrique, raccordé avec le corps du tube 11 par une partie tronconique 15 et c'est par ces évasements qpe les tubes traversent un collecteur selon l'invention, 16. Celui-ci est en forme générale de plaque plane, dépourvu de collets et présente des perforations cylindriques 17 dont la disposition d'ensemble est la même que celle des évasements 14. Le collecteur comprend une partie interne ou noyau ou âme 18 en matière plastique relativement rigide et une partie externe 19 en une seconde matière plastique d'élasticité plus élevée que la première. Un tel collecteur peut etre obtenu par une technique d'injection à deux pots d'injection contenant deux matières différentes et telle qu'utilisée habituellement jusqu'ici pour l'obtention de pièces qui doivent présenter un aspect plus avantageux que celui qui leur serait conféré par la matière plastique interne, ou bien alors de pièces dont la surface doit recevoir un traitement électrolytique. L'élargissement des extrémités des tubes 11 peut être obtenu après qu'elles aient été enfilées dans les trous 17 du collecteur 16 et cela par un épanouissement qui applique les évasements 14 contre les parois desdits trous 17 dont la hauteur est suffisante pour réaliser l'étanchéité de la traversée. Au cours de cet épanouissement on forme avantageusement en outre un rebord incurvé 21 appliqué contre la partie en regard du collecteur 16 et dont le bord externe 22 est de plus grand diamètre que celui de l'évasement 14. La périphérie du collecteur 16 présente une rainure 23 correspondant à une nervure 24 de la tranche 25 d'un bottier 26. Des agrafes ou clips 27 ont une branche 28 qui s'engage sous un cordon périphérique 29 du collecteur 16, un corps 31 appliqué contre la face extérieure 32 du collecteur et une seconde branche 33 coopérant avec un cordon 34 du bottier 26. Celui-ci est avantageusement en matière plastique habituelle. Le dispositif de jonction entre le faisceau de tubes et le bottier comprend ainsi, en dehors des agrafes, une pièce unique, sensiblement plane, dépourvue de collets. Cette pièce réalise l'étanchéité de la traversée des tubes par coopération de ses parties annulaires 35 souples et élastiques contre lesquelles s'appuient les évasements 14. Une augmentation éventuelle de pression dans la boîte à eau 36 limitée par le bottier 26, tend à appliquer le rebord 21 contre la couche élastique en regard 37 du collecteur et ainsi à accrottre l'étanchéité. La solidité mécanique du collecteur est élevée grâce à la présence de l'amie ou noyau interne 18 de grande rigidité. L'étanchéité entre le collecteur et le bottier est obtenue sans sertissage. Dans la forme de réalisation montrée sur la figure 2, où les parties analogues à celles de la forme de réalisation précédente sont désignées par les mêmes références, le collecteur 38 présente une partie interne ou noyau 39 et une partie externe 40 en une matière plastique d'élasticité plus élevée que celle cons titutit-c du noyau. Pour limiter la quantité de matière plastique nécessaire à la fabrication de ce dernier et, partant, le prix et le poids, l'invention prévoit que ledit noyau présente des évidements 41, avantageusement sur sa face distante du bottier 26. Ces évidements, venus de fabrication, peuvent Btre à disposition régulière ou irrégulière, discrets ou non. En variante, le noyau 39 du collecteur est constitué au moins en partie en une matière plastique alvéolaire, les alvéoles étant de préférence du type "fermé". REVEND ICAT IONS 1. Dispositif de jonction entre un faisceau de tubes d'échangeur de chaleur et une boîte à fluide limitée par un bot tier et un collecteur auquel sont raccordés les tubes dudit faisceau, caractérisé en ce que, appliquant en tant que matériau constitutif du collecteur un composite formé par un noyau ou ame en une première matière plastique rigide et par une couche externe en une seconde matière plastique plus élastique, le collecteur est dépourvu de collets et présente des trous pour la traversée des extrémités des tubes appliquées sous pression contre la paroi des trous qui ont une hauteur suffisante pour réaliser l'étanché- ité de la traversée. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités des tubes ont un diamètre plus grand que celui des corps des tubes. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les parties de diamètre accru se terminent par un rebord évasé prenant appui contre la surface du collecteur en regard du bottier. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la périphérie du collecteur est conformée pour coopérer avec la tranche du boîtier en vue de réaliser l'étanchéité de la botte à eau. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend des agrafes ou clips pour appliquer à serrage la périphérie du collecteur contre la tranche du bottier. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'âme du collecteur présente des évidements. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l' me du collecteur est au moins en partie en une matière plastique alvéolaire, les alvéoles étant de préférence du type "fermé". 8. Echangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 ci-dessus.