Brevet FR2475712A1 — publié le 19810814

1. La présente invention concerne des attaches de main- tien pour réservoirs comportant un joint d'échangeurs de cha- leur. Les échangeurs de chaleur classiques utilisés dans les moteurs à combustion interne ou dans des applications si- milaires comprennent généralement des collecteurs de distri- bution qui s'étendent à travers les extrémités opposées de l'âme de l'échangeur, et qui reçoivent une pluralité de tu- bes de fluide de refroidissement en saillie de façon à per- mettre la communication de fluide avec les réservoirs d'en- trée et de sortie, lesquels sont fixés aux collecteurs de ma- nière étanche. Chaque collecteur et chaque réservoir compor- tent des rebords périphériques munis d'ouvertures à travers lesquelles s'étendent des boulons de fixation servant à fi- xer les pièces ensemble. Ce cas est typique des radiateurs pour moteurs puissants. Dans certains radiateurs, le collec- teur est soudé au réservoir, de façon à former un joint sans fuite. Dans d'autres applications, on utilise des réservoirs en plastique avec des collecteurs en métal. Ces collecteurs comportent des pattes à leur périphérie. Pendant le montage final, ces pattes sont repliées sur le réservoir, exerçant ainsi une pression de fixation sur un joint élastique placé entre les rebords, qui se trouve déformé et en contact étan- 2. che avec les rebords sous l'effet de la pression exercée par le moyen de fixation de façon à obtenir un joint étanche au liquide. Les agencements structurels précédents peuvent sou- lever plusieurs problèmes. L'un de ces problèmes est la cor- rosion galvanique se produisant entre les boulons de fixation, le collecteur et le réservoir. Ce problème a pour effet de limiter le choix des matériaux utilisés dans la construction de l'échangeur de chaleur. Un autre problème est que le joint doit être percé à des intervalles réguliers de façon à rece- voir les boulons de fixation, ce qui aggrave le risque de fui- tes si la force de fixation entre boulons adjacents n'est pas identique. De plus, l'alignement entre les trous du collec- teur, du réservoir et du joint complique les procédures d'as- semblage de l'échangeur de chaleur. Parmi les autres procédés d'assemblage, on peut ci- ter le cambrage ou le sertissage de l'un des rebords ou des deux rebords formés sur le collecteur et le réservoir, afin de rattacher et de sceller les parties ensemble; ces opérations nécessitent néanmoins un alignement précis des pièces et des opérations d'assemblage complexes. La présente invention per- met d'éviter les problèmes exposés ci-dessus du scellement des parties d'un radiateur, en prévoyant une technique d'assem- blage simplifiée. La présente invention concerne un nouveau moyen de fixation permettant de réunir une plaque de colloetEar compor- tant des tubes et un réservoir d'entrée ou de sortie d'échan- geur de chaleur ou de radiateur, qui exercera une force méca- nique sur les parties à accoupler permettant d'éviter les fuites de fluide. L'attache de la présente invention est for- mée mécaniquement ou déjetée autour du bord des parties à ac- coupler avec une force suffisante pour éviter que les surfa- ces d'accouplement ne se séparent en fonctionnement normal. La présente invention concerne également un moyen de fixation nouveau qui peut être constitué soit d'une plura- lité de moyens de fixationséparés, soit d'une bande de fixa- tion continue, avec ou sans partie d'angle solidaire. Un 3. joint ou une substance d'étanchéité peut être utilisé dans l'assemblage qui doit être rendu étanche. La présente irvension prévoit également un moyen de fixation nouveau qui peut être utilisé pour l'assemblage d'une conduite de sortie ou d'entrée sur une ouverture à bri- de d'un réservoir de collecteur. Un autre objet de la présenteinvention est de pré- voir un nouveau moyen de fixation ayant la forme d'attaches individuelles de maintien qui sont montées sur le réservoir et le collecteur, qui peuvent être facilement enlevées en cas de démontage et permettent le remontage avec de nouvelles at- taches sans endommagement du réservoir ou da collecteur. D'autres objets de la présente invention sont de prévoir une construction offrant le maximum de simplicité, d'efficacité, d'économie et de facilité de montage et de démontage, ainsi que tous autres objets, avantages et possi- bilités qui apparaîtront ultérieurement et qui sont inhérents à l'invention. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci- joints dans lesquels: La figure 1 est une vue partielle en coupe verti- cale du réservoir d'entrée supérieur et de la plaque de col- lecteur d'un radiateur à circulation verticale, prise le long de la ligne 1-1 de la figure 2,utilisant le moyen de fixation de la présente invention; La figure 2 est une vue partielle en élévation de côté du joint et du moyen de fixation; La figure 3 est une vue en perspective d'un mode de réalisation comportant une bande de fixation à segments; La figure 4 est une vue en perspective d'une bande de fixation continue; La figure 5 est une vue en perspective d'une bande de fixation continue comportant un dégagement à l'angle; La figure 6 est une vue en élévation de côté, à gran- de échelle, de l'organe de fixation, monté sur le joint à sceller; 4. La figure 7 est une vue en coupe prise le long de la ligne 7-7 de la figure 6; La figure 8 est une vue en perspective de l'organe de fixation des figures 6 et 7; La figure 9 est une vue en perspective d'un organe de fixation semblable à l'organe des figures 6, 7 et 8, mais comportant une patte de blocage; La figure 10 est une vue en coupe verticale d'un joint fixé avec l'organe de la figure 9; et La figure Il est une vue partielle en perspective- d'un réservoir de radiateur comportant une conduite fixée par le moyen de fixation de la présente invention. En liaison avec les dessins, la figure 1 représente la partie supérieure d'un échangeur de chaleur 10, tel qu'un radiateur d'automobile à circulation vers le bas, qui com- prend un réservoir d'entrée 11 comportant des côtés solidai- res 12 se terminant par un rebord périphérique 13, une plaque de collecteur 14 recevant les extrémités supérieures 16 d'une pluralité de tubes-15 qui, avec les ailettes ondulées de transfert de chaleur 17, forment l'cime de l'échangeur de cha- leur du radiateur. La périphérie 18 de la plaque de c.ollec- teur a la forme d'un canal en U qui reçoit un joint élastique 19, le rebord 13 reposant sur le joint. De plus, des organes de supportverticaux 21 comportant des rebords 22, en contact avec la plaque de collecteur ou fixés à celle-ci, peuvent en- fermer partiellement l'âme en tubes. Pour maintenir de manière étanche le réservoir d'en- trée 11 et la plaque 14,une ou plusieurs attaches de maintien 23 entourent généralement le rebord 13, la périphérie 18 de la plaque de collecteur et le joint d'étanchéité 19 de façon à fi- xer ces éléments ensemble. Chaque attache comprend un flasque de base 24, avec un bord intérieur cambré vers le haut 25,une paroi latérale 26, et un rebord supérieur 27,qui est incliné à l'orifice vers le haut (en pointillé en figure 1) et, après fixation, est incliné vers le bas de façon à venir en contact avec le rebord 13 du réservoir 11. Le flasque de base 24 com- portant le bord cambré 25 et l'angle arrondi 28 reliant la ba- 5. se à la paroi latérale 26 ont généralement la forme du canal de la périphérie 18 de la plaque de collecteur la paroi laté- rale 26 s'étend au-dessus de la surface supérieure 29 du rebord 13, et le rebord supérieur est cambré vers le bas de façon à venir en contact avec le rebord 13. Comme indiqué en pointillé dans la figure 1, chaque attache ouverte 23 est placée sur le rebord 13 et la périphé- rie 18 de la plaque de collecteur, et le rebord supérieur 27 est cambré vers le bas sur le rebord 13 de façon à fixer les périphéries et à comprimer le joint 19 pour réaliser l'étan- chéité. Comme on le voit en figure 2,une pluralité d'attaches de maintien 23 sont distantes longitudinalement les unes des autres sur la circonférence du rebord du réservoir de façon à réaliser une étanchéité uniforme sur toute la longueur du joint. Les extrémités 16 des tubes 15 sont conventionnelle- ment rendues étanches dans les ouvertures de la plaque 14 par soudage ou par utilisation d'un moyen de joint circulaire élastique. Si l'on désire utiliser un nombre moins grand de Diê- ces, les attaches de maintien 23 peuvent se présenter sous forme d'une bande sensiblement continue, représentée dans les figures 3, 4 et 5. Dans la figure 3, plusieurs attaches 31, identiques aux attaches 23, sont formées dans une bande et re- liées par des âmes 32; chaque attache comprenant un flasque inférieur 33 avec un rebord 34 rabattu vers le haut,une paroi latérale 35 solidaire des âmes 32, et un rebord supérieur 36 cambré vers le bas, de façon à fournir la force de fixation. Dans la figure 4, une attache allongée continue 37 comprend une partie d'angle solidaire 38,l'attache comportant également un flasque inférieur 39 avec un bord incurvé et un rebord supérieur 42 relié par une paroi latérale 41. L'attache de maintien 43 de la figure 5 est semblable à l'attache 37, sauf en ce qui concerne les parties allégées 45 de l'angle 44. En outre, en figure 11, une attache annulaire 49 est utilisée pour fixer une conduite d'entrée ou de sortie 48 sur une ouverture à bride 47 d'un réservoir d'entrée ou de sortie 46 d'un échangeur de chaleur (non représenté). Dans ce 6. mode de réalisation, la conduite 48 comporte un rebord en forme de canal qui reçoit un joint d'étanchéité et l'ouvertu- re 47 est définie par une bride annulaire dans le sens axial, puis s'étendant radialement vers l'extérieur. L'attache 49 comprend un flasque inférieur 51 et une paroi latérale 52 qui est glissée sur la conduite et sur les brides, puis la partie supérieure de la paroi latérale est cambrée vers l'intérieur de façon à fixer les pièces ensemble. Les figures 6, 7 et 8 représentent une autre ver- sion de l'attache de maintien 55, qui est totalement formée avant son utilisation sur un échangeur de chaleur. L'attache comprend une paroi inférieure plate 56, une paroi latérale 57 généralement perpendiculaire à la paroi inférieure, un rebord supérieur incliné vers l'intérieur et vers le bas 58, et une paroi intérieure 59 formée au bord intérieur de la paroi in- férieure 56 à laquelle elle est perpendiculaire, la paroi in- térieure se terminant par une lèvre 61 qui s'étend vers l'in- térieur. Comme on le voit en figure 7,la paroi 62 de réser- voir comporte un rebord 63 dirigé vers l'extérieur et légère- ment incurvé vers le haut, et la plaque de collecteur 64 se termine par une paroi 65 s'étendant vers le bas, avec un re- bord supérieur d'attache 58 dirigé vers l'extérieur et in- cliné vers le haut, glissé sur l'arête du rebord de réservoir 2. 63, le reste de l'attache s'étendant généralement vers le bas. L'attache est alors soumise à une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que sa paroi intérieure 59 s'enclenche à l'arrière de la paroi 65 de la plaque 64, com- me cela est représenté en trait plein dans la figure 7. Com- me dans la version des figures 1 et 2, plusieurs attaches sont distantes longitudinalement les unes des autres sur la circonférence du réservoir et de la plaque de collecteur. Les figures 9 et 10 représentent une autre version de l'attache 71, les parties identiques ayant la même réfé- rence avec un petit a. L'attache comprend une paroi inférieu- re 56a, une paroi latérale 57a, un rebord supérieur incliné 58a, et une paroi intérieure 59a se terminant par une lèvre 7. 61a qui s'étend vers l'intérieur. Poinçonnée dans la paroi intérieure 59a se trouve une patte de maintien 72 s'étendant vers l'intérieur et vers le bas. Cette patte a pour fonc- tion de venir s'engager dans la surface intérieure 73 de la paroi solidaire 65a de la plaque de collecteur 64a, ou de mordre dans cette surface, (figure 10) lorsque l'attache est enclenchée sur les rebords de façon à comprimer le joint 68a, cette patte agissant pour éviter l'enlèvement de l'attache. Les différentes attaches représentées dans les figu- res permettent de maintenir ensemble le réservoir d'entrée et le réservoir de sortie et la plaque de cf lEcteur, tout en assurant une liaison étanche avec un joint d'étanchéité com- primé entre ces pièces. Ces attaches conviennent particuliè- rement à une structure d'échangeur de chaleur ou les rangées d'entrée et de sortie sont constituées d'un matériau plasti- que approprié, de façon à former un échangeur de chaleur ou radiateur plus léger et moins corrosif. Bien que les atta- ches aient été représentées dans le cas d'un radiateur à cir- culation verticale, elles peuvent convenir également à un échangeur de chaleur, ou radiateur, à circulation transver- sale. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au con- traire susceptible de variantes et de modifications qui ap- paraîtront à l'homme de l'art. 8. REVENDICATIONS lt- Attache de maintien (23) servant à la fixation d'un réservoir (11) et d'une plaque de collecteur (14) d'un échangeur de chaleur (10) ainsi qu'à la réalisation de leur étanchéité aux fluides, le réservoir et la plaque de collec- teur comportant chacun un rebord périphérique (13 et 18) prévus pour recevoir entre eux un joint d'étanchéité élasti- que (19), caractérisée en ce qu'elle comprend une paroi la- térale (26) reliée à un flasque inférieur (24) et un rebord supérieur incliné vers le bas et vers l'intérieur (27), ce flasque inférieur (24) venant en contact avec le rebord (18) de la plaque de collecteur et se terminant par au moins un bord rabattu vers le haut (25), et le rebord supérieur (27) venant en contact avec le rebord (13) du réservoir. 2 - Attache selon la revendication 1, caractérisée en ce que son flasque inférieur (24) a généralement la forme du contour du rebord (18) de la plaque de collecteur, et en ce que le rebord supérieur (27) est cambré pour venir en contact avec le rebord (13) du réservoir et comprimer le joint d'étanchéité. 3 - Attache selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'une pluralité d'attaches (23) sont distantes cir- conférentiellement les unes des autres sur la périphérie du réservoir et de la plaque de collecteur. 4 - Attache selon la revendication 3, caractérisée en ce que les attaches (31) distantes les unes des autres sont reliées par des âmes de liaison en une pièce (32). - Attache selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle (37) est allongée et comporte une partie d'angle (38) en une même pièce. 6 - Attache selon la revendication 5, caractérisée en ce que la partie d'angle (44) est échancrée (45) de façon à former une âme de liaison. 7 - Attache selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle constitue une attache annulaire continue (49) prévue pour fixer une conduite à bride (48) sur une ouvertu- re (47) du réservoir (46). 9. 8 - Attache selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rebord (66) de la plaque de collecteur comporte une partie solidaire (65),et en ce que l'attache (55) compor- te une paroi intérieure (59) s'étendant vers le haut à l'ar- rière de la partie (65). 9 - Attache selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'elle (55) est totalement formée avant montage, le rebord supérieur (58) étant initialement en contact avec le rebord (63)du réservoir, et en ce qu'elle est soumise à une rotation pour venir s'enclencher sous le rebord (66) de la plaque de collecteur. - Attache selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une patte de maintien (72) est partiellement poin- gonnée dans la paroi intérieure (59a) et s'étend vers le bas et vers l'intérieur pour venir en contact avec la partie so- lidaire (65a) du rebord de plaque de collecteur de façon à empêcher le désengagement de l'attache.