Brevet FR2393629A1 — publié le 19790105

La présente invention a essentiellement pour objet un procédé et un dispositif de fabrication de radiateurs par assemblage d'éléments tubulaires. L'invention vise également les radiateurs obtenus par ce procédé. On connaît déjà des radiateurs se composant d'une pluralité de tubes aplatis et parallèles qui sont réunis par des collecteurs d'alimentation et de retour présentant une section transversale circulaire ou polygonale, telle que carrée ou rectangulaire. Ce type de radiateur présente un intérêt sur le plan esthétique et a - en outre l'avantage de présenter un encombrement minimum. Plus précisément, les collecteurs peuvent être soudés sur les tubes aplatis, perpendiculairement auxdits tubes et à une certaine distance de leurs extrémités. Cette opération de soudage électrique directe des collecteurs sur les tubes plats pose de gros problèmes et n'est pas fiable. En effet, il se produit une trop grande dispersion du courant dans la zone de contact du tube aplati avec le collecteur, et le métal chauffé s'affaisse en l'absence de maintien. Il s'ensuit qu'il est pratiquement impossible d'obtenir une soudure satisfaisante entre les tubes aplatis et les collecteurs. Pour remédier à ces inconvénients, il existe une solution qui consiste à prévoir une pièce de liaison revêtant grossièrement la forme d'un manchon soude entre le tube aplati et le collecteur. On comprend qu'il faudra autant de telles pièces intermédiaires qu'il y aura de liaisons à effectuer entre les tubes aplatis et les collecteurs. Le coût des radiateurs ainsi obtenus s'en ressent et, en tout cas, la fabrication de tels radiateurs demeure malgré tout plus compliquée que celle qui résulterait du soudage direct des collecteurs sur les tubes aplatis. La présente invention a pour but de pallier les inconvénients ci-dessus et propose un nouveau procédé qui permet l'assemblage des collecteurs et des tubes aplatis par soudure électrique directe, après simple mise en contact desdits collecteurs avec lesdits tubes, et ce sans maintien de ces derniers quant à leur périphérie interne. Plus précisément, le procédé objet de la présente invention est essentiellement caractérisé en ce qu'avant de réaliser l'opération de soudage proprement dite, on déforme localement la périphérie des tubes aplatis et éventuellement celle des tubes collecteurs de façon à créer sur les tubes des bossages sur lesquels on effectue la soudure après perçage. On comprend donc déjà que la soudure s'effectue sur des bossages de sorte qu'il n'est pas besoin de maintenir intérieurement la matière du tube. Selon une autre caractéristique du procédé de l'invention, la déformation locale précitée est réalisée par injection d'un fluide sous pression dans une membrane formant enceinte déformable agencée à l'intérieur du tube. En d'autres termes, c'est le gonflage contrôlé de cette membrane qui réalisera un ou plusieurs bossages sur le tube. En outre, le procédé de l'invention est caractérisé en ce que, lors de l'injection du fluide, on maintient la périphérie du tube coincée entre des matrices et un élément supportant la membrane que l'on enfile en partie à l'intérieur du tube. L'invention vise également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé précité, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend essentiellement au moins une membrane déformable en forme de doigt montée sur un mandrin ou analogue insérable dans le tube précité, ainsi que deux matrices dont au moins l'une coiporte au moins un bossage en creux, une empreinte ou analogue. On comprend ainsi que l'expansion de la membrane sous l'effet de la pression du fluide ne se fera qu'au niveau des empreintes des matrices pour former des bossages correspondants. Selon une autre caractéristique de l'invention, la membrane déformable précitée réalise un canal obturé à l'une de ses extrémités et dont l'autre extrémité est raccordée à une source de fluide sous pression. On notera encore qu'une partie de la membrane est logée dans un redan prévu dans le mandrin et prend directement appui sur la périphérie interne du tube, tandis que l'extrémité de la membrane reliée à la source de fluide est noyée dans ledit mandrin en y étant retenue par un embout fileté ou analogue. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'extrémité de la membrane noyée dans le mandrin présente une section plus grande que la section de la partie de membrane logée dans le tube. il convient encore de noter que l'extrémité obturée de la membrane est rendue solidaire du mandrin au moyen d'un axe de positionnement. Suivant encore une autre caractéristique de l'invention -la membrane est réalisée en un matériau élastomère approprié et résistant aux pressions élevées, tandis que l'extrémité du mandrin pénétrant dans le tube est chanfreiné # Le mandrin peut bien entendu comporter plusieurs membranes formant enceintes gonflables sans sortir du cadre de l'invention. L'invention vise également un radiateur à tubes parallè- les aplatis réunis par des collecteurs d'alimentation et de retour de section circulaire ou polygonale au moyen du procédé et du dispositif répondant aux caractéristiques sus-mentionnées. D'autres buts et avantages de 1'invention apparaitront mieux dans la description qui suit et se réfère aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique de la channe cinématique permettant la réalisation de radiateurs confor mément aux principes de l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale, passant par l'axe d'une membrane, du dispositif de déformation des tubes avant assemblage par soudage, - la figure 3 est une vue en coupe faite suivant la ligne III-III de la figure 2, - la figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 2, la figure 5 illustre schématiquement la cinématique du poste de déformation préalable des tubes, repéré A sur la figure 1, - la figure 6 est une vue en élévation d'un radiateur réalisé suivant le principe de l'invention, 1R figure 7 est une vue agrandie en coupe faite suivant la ligne VI I-Vil de la figure 6, et - la figure 8 est une vue d'un autre mode de réalisation de radiateur obtenu conforsément à l'invention0 Comme on le voit clairement sur la figure 1, un dispositif d'assemblage d'éléments tubulaires pour réaliser un radiateur conformément à l'invention comprend essentiellement un poste de déformation des tubes repéré A, un poste de perçage desdits tubes après déformation repéré B , un poste C de positionnement d'opercules aux extrémités des tubes, un poste de soudage D desdits opercules, et un poste de soudage E des éléments tubulaires, c'est-à-dire plus précisé- ment des collecteurs sur les tubes aplatis. La description qui suit portera essentiellement sur la déformation des tubes effectuée en A avant leur assemblage par soudure en E, étant donné que le dispositif de déformation des tubes constitue l1objet essentiel de -la présente invention. Suivant un exemple de réalisation et coinie il apparait sur les figures 2 à 4, un dispositif de déformation de tubes conforme à l'invention comprend essentiellement une membrane déformable 1 en forme de doigt supportée par un flandrin 2 insérable dans un tube 3, ce dernier étant enserré entre deux mâchoires ou matrices 4. Le tube 3 est un tube aplati comme on le voit bien sur la figure 4. Nais, on pourrait très bien > sans sortir du cadre de l'invention, traiter un tube ayant unesect-ionautre > telle- que polygonale. Il suffirait pour cela d'adapter les matrices 4 ainsi que le mandrin 2 à la forme spécifique du tube. Les matrices 4 comportent sur leurs faces 5 en regard une ou plusieurs empreintes ou bossages en creux, couche on l'a montré en 6 sur les figures 2 et 4. Le nombre d'empreintes 6 sur les matrices 4 est évidemment fonction du nombre de bossages que l'on veut réaliser sur les tubes 3. Suivant le mode de réalisation représenté, les membranes 1 en forme de doigts sont au nombre de deux, conte on le voit sur les figures 3 et 4. Ces membranes déformables forment un canal 7 obturé à l'une de ses extrémités la, l'autre extrémité 7b du canal 7 étant raccordée à une source de fluide haute pression (non représentée). Les deux membranes i sont logées dans des redans ou analogues 8 prévus dans le mandrin 2, conte on le voit sur la figure 3. De cette façon une partie des membranes 1 prend directement appui sur la périphérie interne du tube 3 qui, sous l'effet de l'expansion de la membrane dûe à l'injection du fluide dans celle-ci, se déformera pour réaliser des bossages repérés en 3a sur les figures 2 et 4. La partie droite lb de la membrane présente une section plus grande que la partie gauche pénétrant avec le mandrin 2 dans le tube 3 et est noyez'dans le mandrin 2, comme on le voit bien sur les figures 2 et 3.A cet effet, la partie droite 2a du mandrin 2 présente une section plus grande que celle de la partie gauche 2b dudit mandrin qui est enfilé dans le tube 3 avec les membranes 1, comme il sera décrit en détail ultérieurement. On a montré en20 un embout fileté qui retient la partie lb de la membrane 1 dans la partie 2a du mandrin 2. Des axes ou pions 9 sont prévus pour positionner les membranes 1 sur le mandrin 2. Comme on le voit bien sur les figures 2 et 3, ces axes 9 sont montés entre l'extrémité la de la membrane et l'extrémité 2b du mandrin 2, cette dernière extrémité étant chanfri comme montré en 10 pour faciliter l'insertion du mandrin 2 dans le tube 3. On remarquera encore, en se reportant à la figure 3, que l'extrémité 2b du mandrin 2 présente grossièrement la forme d'un T , les extrémités la des membranes 1 venant buter contre la branche horizontale du T. Les membranes 1 en forme de doigts de gant sont réalisées en un matériau élastomère approprié, déformable et susceptible de résister aux pressions élevées. On décrira maintenant le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit en se reportant plus particulière ment à la figure 5. Comme on l'a montré en A sur la figure 5, on met tout d'abord le tube 3 en position entre les matrices 4 préalablement écartées. Ensuite, on effectue un pré-sérrage des matrices 4 sur le tube 3, comme on l'a montré en B, ce qui permet l'introduction du mandrin 2 dans ledit tube comme on le voit en C. Ensuite, on serre les matrices 4 sur le tube 3 et la partie du mandrin 2 inséréedans ledit tube (voir schéma D), et on injecte un fluide sous une pression comprise entre environ 800 et 1.000 bars comme on le voit en E. Les membranes 1 vont alors se déformer et pousser le métal du tube 3 dans les empreintes 6 des matrices 4 de façon à créer les bossages 3a montrés sur la figure 4.Cette opération étant réalisée, on retire le fluide de l'intérieur des membranes 1 (phase F de la figure 5) et on dessc=m les matrices 4 pour revenir à la position de préserrage pré-citée comme on l'a schématisé en G sur la figure 5. On procède ensuite au retrait du mandrin 2, comme on le voit en Lequel mandrin, lors de son retrait, reconforme avantageusement le tube 3 qui a pu subir quelques déformations parasites lors des opérations précitées. Et finalement on ouvre les matrices comme montré en I pour dégager le tube 3 qui désormais comporte des bossages tels que 3a. La suite des opérations aboutissant à l'assemblage par soudagedeséléments tubulairespour réaliser un radiateur sera maintenant brièvement décrite en se reportant à la figure 1. On effectue le perçage des bossageyda réalis#zur le tube 3 au moyen d'une machine appropriée montrée schématique- ment en Il sur la figure 1. Ensuite, on met en place des opercules 12 aux extrémités des tubes 3 et on soude ces opercules au moyen d'un appareil de soudage classique 13. Enfin, comme on l'a montré schématiquement en E sur la figure 1, on soude directement les collecteurs 14 sur les tubes aplatis 3 et plus précisément sur les bossages 3a des~ dits tubes. on insistera ici sur le fait que, étant donné la présence de bossages3a sur les tubes 3 conformément à la présente invention, le soudage par résistance électrique peut btre effectué directement, c'est-a-dire après simple contact des tubes au niveau des bossages. En outre, il n'y a pas de dispersion du courant comme ce serait le cas s'il nty avait pas de bossages, et il est inutile de maintenir intérieurement les tubes lors de la soudure puisqu'il n'y a aucun risque d'affaissement du métal. On peut bien sûr obtenir une infinité de modes de réalisation de radiateurs en utilisant les principes de la présente invention. On a représenté à titre d'exemple deux de ces modes de réalisation, sur les figures 6 et 7 d'une part, et sur la figure 8 d'autre part. Les figures 6 et 7 montrent un radiateur se composant d'une pluralité de tubes aplatis et parallèles 3 réunis par des collecteurs d'alimentation et de retour 15 qui présentent une section transversale circulaire comme on le voit bien sur la figure 7, sur laquelle on a repéré en 17 un orifice entre collecteur et tube plat. La figure 8 représente schématiquement un radiateur qui comporte plusieurs nappes de tubes plats et parallèles 3 réunies par des collecteurs 16 à section transversale polygonale, par exemple rectangulaire ou carrée. On notera que, suivant ce mode de réalisation, les collecteurs 16 comportent, comme les tubes plats 3, des bossages 16a obtenus selon les principes de l'invention, de sorte que la soudure des tubes plats et des collecteurs s'effectue par l'intermédiaire des bossages 3a et 16a. On peut donc, encore une fois, obtenir une multiplicité de formes ou de structures de radiateurs grâce au procédé selon l'invention Bien entendu, l'invention n1 est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. Au contraire, elle comprend tous les équivalents des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication de radiateurs par assemblage d'éléments tubulaires,du type consistant à souder à une certaine distance de leurs extrémités des tubes aplatis sur des tubes de section circulaire ou polygonale formant collecteurs , les lesdits tubes ayant étépréalablement percés pour conuniquer entre eux au niveau de la zone de soudure , caractérisé en ce qu'avant de réaliser l'opération de soudage,on déforme localement la périphérie des tubes aplatis et éventuellement celle des tubes collecteurs de façon à créer sur lesdits tubes des bossages sur lesquels on effectue ladite soudure après perçage. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la déformation locale précitée est rXalisde par injection d'un fluide sous pression dans une membrane formant enceinte d6forma- ble agencée à l'intérieur des tubes. 3.- Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que, lors de l'injection de fluide précitée , on coince la périphérie du tube entre des matrices et un élément supportant la membrane précitée que l'on enfile en partie à l'intérieur des tubes. 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une membrane déformable en forme de doigt montée sur un mandrin ou analogue insérable dans les tubes précités, ainsi que deux matrices dont au moins l'une comporte au moins un bossage en creux , une empreinte ou anologue 5.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé an ce que la membrane déformable précitée réalise un canal obturé à l'une de ses extrémités et dont l'autre extrémité est raccordée à une source de fluide haute pression. 6.- Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'une partie de la membrane précitée est logée dans un redan ou analogue prévu dans le mandrin de façon à prendre directement appui sur la périphérie interne de tube , tandis que 1' extrémité de la membrane reliée à la source de fluide est noyée dans ledit mandrin en y étant retenue par un embout fileté. 7.- Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6 caractérisé en ce que l'extrémfté précitée de la membrane noyée dans le mandrin présente une section plus grande que la section de la partie de membrane logée dans le tube. 8.- Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que l'extrémité obturée de la membrane est rendue solidaire du mandrin au moyen d'un axe de positionnement. 9.- Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8 caractérisé en ce que la membrane précitée est réalisée en un matériau élastomère approprié et résistant aux pressions élevées tandis que l'extrémité du mandrin pénétrant dans le tube est chanfreinée. 10.- Radiateur à tubes parallèles aplatis réunis par des collecteurs d'alimezrbation et de retour de section circulaire ou polygonale au moyen du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3.