Brevet FR2371643A1 — publié le 19780616

L'invention concerne un radiateur de chauffage susceptible d'être produit avec de faibles moyens de fabrication et comprenant des tales de recouvrement fixées par serrage. On sait que l'on peut accroître la capacité de chauffage par unité de volume d'un radiateur lorsque l'air à chauffer est incité, par la formation de "cheminées", à prendre un mouvement de convection. Avec les radiateurs en acier, on produit ce résultat, habituellement, par la pose de tales acier façonnées supplémentaires appelées aussi toles-convecteurs. Avec les radiateurs en aluminium, on exploite l1avan- tage que constitue la facilité de mise en forme par la réalisation des ailettes formatrices de cheminées et d'agrandissement de surface dès la fabrication par coulée ou filage à la presse des segments de radiateur profilés,-de sorte qu'elles sont d'un seul tenant avec les tubes de chauffage dans lesquels circule l'eau et sur lesquels elles sont posées. Cette sjoAution implique cependant que les ailettes soient relativement épaisses, ce qui rend le radiateur plus croûteux. Une autre possibilité de former de telles cheminées tankiste à fixer des tolets de recouvrement par simple embottement par des agrafes à profil en forme de fourche ou courbées en tube sur les tubes parcourus dans le sens vertical par le fluide de chauffage. A cOté de lFavvantage d'un montage plus simple et, par suite, de frais de production minimaux, ce type d'exécution a l'inconvénient que le contact seulement partiel entre le tube de chauffage et la tOle de recouvrement se traduit par un mauvais transfert de chaleur entre eux.Dans toutes les exécutions connues utilisant des assemblages par emboltement, le contact frsnc par une grande surface, qui est nécessaire pour un bon transfert de chialeur, n'a été obtenu que très incomplètement. L'objet de l'invention est un radiateur, de préférence en aluminium, susceptible autre produit avec de faibles moyens de fabrication, dans lequel la section droite d'un segment, formant une cheminée de convection, est composée d'éléments de forme simple, et qui est recouvert en haut par un profilé d'épaisseur de paroi relativement faible et facile à fixcr s'étendant sur lrensemble du radiateur, et dont les tubes de distribution et de collecte horizontaux sont en outre relies de façon étanche aux tubes de chauffage verticaux des différents segments. Selon l'invention, un tel radiateur est essentiellement caractérisé en ce que les tubes de chauffage verticaux présentent, sur deux cotés longitudinaux qui sont diamétralement opposés vus en section, une gouttière légèrement évasée pour la réception des bords repliés des tôles de recouvrement et d'un coin mis en place par pressage et en ce que les tubes de distribution et de collecte horizontaux sont reliés aux tubes de chauffage verticaux par le fait que les parties extrêmes des tubes de chauffage verticaux présentent, pour la réception des tubes horizontaux, un trou de traversée dont l'axe est perpendiculaire & l'axe du tube de chauffage verticaux, les tubes horizontaux étant pourvus de trous d'écoulement de liquide sur un catE seulement et chaque tube horizontal étant, au droit d'un tel trou d'dcoulement,presse contre chaque tube de chauffage vertical par une vis située dans l'extrémité du tube de chauffage vertical qui est séparée du reste de ce tube de chauffage par le trou de traversée pour le tube horizontal. La fixation de deux talas de recouvrement dans une gouttière s'effectue par un coin mis en place par pressage et autobloquant, qui possède la même conicité de 2 à 8t que le profil des deux gouttières sur les cOtés longitudinaux du profilé formant chaque tube de chauffage vertical. Les coins et les gouttières peuvent être utilisés tels quels après leur filage à la presse, sans traitement mécanique ultérieur. Les surfaces d'appui - maintenues en permanence sous pression - des tales de recouvrement contre les flancs des gouttières d'un tube de chauffage vertical sont environ 10 fois plus grandes que la section d'une ttle de recouvrement conductrice de chaleur et garantissent de ce fait un transfert de chaleur parfaitement libre sur toute la longueur. Les efforts de serrage ou de coincement issus du coin et agissant à travers les tales de recouvrement sur les flancs des gouttières se situent dans le domaine de déformation élastique - plastique de ces flancs et assurent un contact de grande surface et durable entre les tôles de recouvrement conductrices de chaleur et le tube de chauffage. Un autre avantage de cet assemblage par coin de serrage autobloquant réside dans son grand pouvoir d'absorption d'efforts extérieurs, de sorte que les dispositifs dlétanchéité au liquide entre les tubes verticaux et horizontaux sont protégés des sollicitations excessives. La face avant visible des tales de recouvrement sera le plus souvent lisse, pour des raisons esthétiques, mais elle permet le libre choix d'un façonnage, par estampage ou moulurage par exemple. Le cOté arrière peut également porter des nervures d'agrandissement de la surface émettrice de chaleur si l'on utilise des profilés obtenus par filage à la presse à la place de tolets à bords repliés. Les trous de traversée formés dans les tubes de chauffage verticaux pour les tubes horizontaux de distribution et de collecte en haut et en bas présentent, pour simplifier le montage, un diamètre qui dépasse d'environ 2 mm le diamètre extérieur des tubes horizontaux. Des mesures particulières sont nécessaires pour positionner avec exactitude chaque trou d'écoulement d'un tube horizontal de distribution ou de collecte sur le canal de circulation de liquide du tube de chauffage correspondant, ainsi que pour étancher le point de transition de ce trou et de ce canal. On perce d'abord un trou de centrage dans l'axe du trou d'écoulement - servant de trou de raccordement du tube horizontal sur le tube de chauffage vertical - sur le tube horizontal. Dans ce trou de centrage du tube horizontal vient s'embotter un embout de forme complémentaire de la vis de centrage - en forme de goujon fileté --située dans l'extrémité du tube de chauffage verticaux, de sorte que le trou d'écou liement - centré par- rapport à la vis - du tube horizontal est centré sur le canal de circulation du tube de chauffage vertical. Le trou de centrage dans le tube de distribution ou de collecte horizontal et embout de la vis de centrage peuvent entre en forme de cane, de ctne tronqué ou de cylindre. ~ - D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexésss sur lesquels - la figure 1 est une vue en perspective éclatée dtune partie supérieure d'un radiateur selon l'invention, - les figures 2 et 3 sont des coupes horizontales de deux variantes de réalisation d'un radiateur selon l'inventlon, - les figures 4 et 6 sont des coupes axiales montrant deux variantes de la partie supérieure d'un tube de chauffage vertical, - les figures 5 et 7 sont des vues en plan de deux variantes d'un point d'étanchéité annulaire utilisé entre un tube de chauffage vertical et un tube horizontal d'un radiateur selon l'invention, et - les figures 8 et 9 sont des coupes transversales partielles de deux variantes d'un tube de chauffage vertical d'un tel radiateur. Comme on peut le voir sur la figure 1, un radiateur selon l'invention se compose essentiellement de tubes de chauffage verticaux 1 qui sont parcourus de liquide, de recouvremenX 2 formant des cheminées de convection, d'éléments d'assemblage cunéiformes 3, de tubes de distribution et de collecte horizontaux 4, également parcourus de liquide, et d'une couverture 5. La couverture 5 est formée d'un profilé grillagé qui recouvre le dessus de tout le radiateur et est fixé en un ou plusieurs points à l'aide d'une plaquette 10 qui est glissée dans deux rainures latérales - formées à I'intrieur du profilé de couverture 5 par une aile 5a sur le caté intérieur de chaque rebord latéral du profilé - et qui est fixée par une vis 9 dans un trou central taraudé 11 d'un goujon fileté 7. Les découpes 8 de la couverture grillagée sont agencées de manière que l'air chaud ascendant puisse sortir des cheminées de convection en rencontrant aussi peu d'obstacles que possible. Un avantage particulier du profilé de couverture 5 est le fait qu'il recouvre complb- tement les extrémités & arêtes vives des tôles de recouvrement 2 formant les cheminées, de sorte qu'elles ne risquent plus de blesser. Les tubes de chauffage verticaux 1, de préférence à section droite elliptique, présentent, sur chacun des deux cOtés longitudinaux diamétralement opposés vus en section, une gouttière de section droite trapézoidale qui s'évase vers l'extérieur et-est destinée à recevoir deux bords repliés de deux tales de recouvrement 2 et un coin 3 pour la fixation de ces bords dans la gouttière. La tOle d'extrémité 13 à chacun des deux bouts du radiateur est fixée de façon analogue par deux coins 3 dans les deux gouttières du tube de chauffage 1 se trouvant au bout. Chaque tube de chauffage vertical 1 présente un trou de traversée pour la réception du tube distributeur horizontal 4.Le raccordement étanche aux liquides au moyen de joints entre le tube distributeur et les tubes de chauffage n'est pas visible sur la figure 1, pas plus que l'agencement analogue de la liaison entre les tubes de chauffage et le tube collecteur horizontal dans la partie inférieure du radiateur. Chaque extrémité non parcourue de liquide du canal de circulation de chaque tube de chauffage 1 - c'est à-dire l'extrémité au-dessus du tube distributeur 4 en haut et l'extrémité au-dessous du tube collecteur en bas -- présente un filetage intérieur 6, dans lequel est vissé le goujon fileté 7 déjà mentionné, formant une vis de centrage, comme décrit ci-après, et de serrage, au moyen de laquelle le tube horizontal est pressé, avec intercalation du joint non visible sur la figure 1, avec suffisamment de force contre le tube de chauffage pour assurer l'étanchéité entre les deux tubes. Le profilé de couverture 5, présentant les deux ailes internes 5a et les trous 8 de sortie d'air chaud et représenté seulement à titre d'exemple, est fixé, comme déjà indiqué, par une ou plusieurs plaquettes 10, elles-mêmes fixées chacune par une vis 9 dans un trou taraudé 11 au centre du goujon ou vis de centrage et de serrage 7. Les figures 2 et 3 sont des vues de dessus avec la couverture retirée, ou des coupes transversales, montrant des variantes possibles des tales de recouvrement 2 formant les cheminées de convection. La figure 4 est une coupe axiale d'un tube de chauffage vertical 1 prise transversalement au tube distributeur 4 au droit du croisement de ces deux tubes. Elle montre également un joint annulaire 14 placé entre les deux tubes et la vis de centrage et de serrage 7 correspondante. Par son embout 15, la vis 7 assure le centrage du trou d'écoulement 16 à axe vertical dans le caté inférieur du tube distributeur 4 au-dessus du canal de circulatiqn d'eau du tube de chauffage 1. Le point de passage du fluide de chauffage du tube distributeur au tube de chauffage de ltexemple i Zafigure 4 est étanché par un joint 14 à faces principales planes et parallèles comme celui de la figure- 5, comprenant quatre languettes de centrage qui sont repliés à angle droit sur la surface externe du tube de chauffage. Ces languettes, assurant le centrage du joint sur le canal de circulation du tube de chauffage, sont conformées de manière qu'elles produisent un léger serrage lors de la mise en place du joint et maintiennent de ce fait le joint en place au moment où le tube distributeur est enfilé dans le trou de traversée prévu d cet effet dans le tube de chauffage.L'utilisation d'un joint plat doht l'ouverture possède la grandeur du diamètre intérieur du tube de chauffage a l'avantage qu'elle n'entratne pas la présence de restractions nuisibles de section d'écoulement au point de liaison des deux tubes. Le joint d'étanchéité annulaire 14 de l'exemple des figures 4 et 5 peut être un joint en alliage d'aluminium, ou un joint en acier sur lequel est vulcanisée une matière d'étanchéité synthétique qui résiste a la chaleur, du caoutchouc fluoré par exemple. La figure 6 montre une variante de raccordement analogue à celle de la figure 4 d'un tube de chauffage et d'un tube distributeur, mais qui utilise un joint 14 différent, représenté sur la figure 7. Le tube 4 est dans ce cas pourvu de couches dures 17 venues de filage et obtenues grace à la conformation appropriée de la filière d'extrusion. Ces couches dures permettent le serrage uniforme de la vis 7 et maintiennent le joint 14 à l'abri de sollicitations mécaniques. L'étawh6ficaiDndupoint de passage pour le fluide de chauffage du tube distributeur au tube de chauffage de l'exemple de la figure 6 est assurée par un joint annulaire selon la figure 7 qui est fait de caoutchouc. Il est possible aussi d'utiliser un joint analogue en une matière synthétique résistant à la chaleur. Le joint est centré sur le canal de circulation du tube de chauffage par des segments de joint repliés. Ces segments de centrage, faisant saillie de la section droite du tube de chauffage, sont conformés de manière qu'ils produisent un léger serrage du joint lors de sa mise en place et i'emplcheat ainsi de se déplacer ou de tomber s'il devait être heurté par le tube distributeur au moment où celui-ci est inséré dans le trou de traversée prévu à cet effet dans le tube de chauffage.Le joint de cet exemple possède en outre un bourrelet intérieur 18 qui est pressé contre la paroi interne du tube de chauffage s'il est soumis à une pression et qui empeche ainsi le déplacement et/ou la déformation d'une partie du joint, notamment s'il se produit une surpression. L'épaisseur de ce joint élastiquement défor mable a en outre pour fonction de compenser des écarts dimensionnels occasionnés lors du perçage des trous de traversée pour les tubes distributeur et collecteur dans les tubes de chauffage. La figure 8 est une coupe horizontale de la région d'assembïage de deux bords repliés de deux tôles de recouvrement 2 au moyen d'un coin autobloquant 3 pressé dans une gouttière évasée formée par deux nervures 22 du tube de chauffage 1. La figure 9 représente une variante de l'assemblage de la figure 8. Le coin 3 de cette variante possède un cOté intérieur fourchu formé de deux branches qui sont écartées l'une de l'autre par une petite nervure médiane 23 située entre les nervures 22 et faisant également corps avec le tube de chauffage 1. REVENDICATIONS 1. Radiateur comprenant des tôles de recouvrement fixées par serrage, en particulier en aluminium, caractérisé en ce qu'il comprend des tubes de chauffage verticaux présentant, sur deux côtés longitudinaux qui sont diamétralement opposés vus en'section, une gouttière légèrement évasée pour la réception de bords repliés de tales de recouvrement et d'un coin mis en place par pressage, ainsi que des tubes de distribution et de collecte horizontaux qui sont raccordés de façon étanche aux tubes de chauffage verticaux par le fait que les parties extrêmes des tubes de chauffage verticaux présentent chacune, pour la réception des tubes horizontaux, un trou de traversée dont l'axe est horizontal, les tubes horizontaux étant pourvus de trous d'écoulement de liquide sur un cOté seulement et chaque tube horizontal étant, au droit d'un tel trou d'écoulement, pressé contre le bord du trou de traversée de chaque tube de chauffage vertical par une vis située dans l'extrémité du tube de chauffage vertical séparée du reste de ce tube de chauffage par le trou de traversée pour le tube horizontal. 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gouttières et les coins possèdent un angle de conicité de 2 à 80. 3. Radiateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les tubes de distribution et de collecte horizontaux prennent appui dans les trous de traversée des tubes de chauffage verticaux par des couches dures formées sur les tubes de distribution et de collecte horizontaux et absorbant les charges mécaniques. 4. Radiateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un joint en caoutchouc ou une matière synthétique résistant a la chaleur est prévu entre chaque tube de distribution ou de collecte horizontal et le bord adjacent de chaque trou de traversée d'un tube de chauffage vertical et en ce que ce joint présente des segments de centrage qui viennent se placer à l'extérieur du tube de chauffage, dememe qu'un bourrelet qui vient se placer à l'intérieur et qui empeche le déplacement et/ou la déformation d'une partie du joint sous l'effet d'une surpression.