Brevet FR2488980A1 — publié le 19820226

La présente invention se rapporte à des per- fectionnements apportés aux radiateurs d'échange de cha- leur et elle a trait plus particulièrement mais non exclu- sivement à un raccord servant à établir un branchement entre un joint de tuyauterie et un panneau de radiateur. Un radiateur panneau connu pour le chauffage de pièces comprend deux tôles métalliques préformées su- perposees qui comportent des collecteurs d'eau s'étendant le long des deux bords longitudinaux opposés des tôles et des conduits transversaux qui relient entre eux les collecteurs. Les tôles préformées sont soudées entre elles à l'aide d'un procédé de soudage automatique qui est ha- bituellement un procédé de soudage par résistance. Les collecteurs s'étendent jusqu'aux extrémités longitudi- nales du radiateur et chaque extrémité des deux collec- teurs est fermée par une plaque d'extrémité respective qui est soudée manuellement en position. Un trou taraudé est formé dans la plaqued'extrémité pour recevoir un joint de tuyauterie fileté. Un radiateur de ce type est appelé un "radiateur panneau simple à branchements en bout". On connait également des radiateurs panneaux doubles à "branchements en bout". Un radiateur panneau double comporte deux panneaux qui sont espacés, parallèles et fixés l'un à l'autre; à la différence du radiateur panneau simple décrit ci-dessus, un évidement est formé dans chaque collecteur dans des régions adjacentes des surfaces intérieures en regard, des panneaux. Chaque évi- dement s'étend vers l'intérieur à partir de l'extrémité longitudinale du panneau et une cloison d'assemblage à section transversale en forme de U est soudée entre les deux panneaux à la pFrirhérie des deux évidements en re- gard. Une plaque d'extrémité dans laquelle est formé un alésage taraudé est soudée aux deux bords libres de la cloison d'assemblage et aux collecteurs pour fermer l'extrémité du radiateur, réaliser un raccordement pour le passage du fluide entre les deux panneaux et former le raccord de branchement en bout. Un radiateur panneau simple ou double muni de raccords de branchement en bout de ce type présente l'inconvénient qu'il est nécessaire d'employer des ouvriers spécialisés pour souder les plaques d'extrémité et que les soudures effectuées sont susceptibles de fuir. Un autre radiateur panneau connu comprend une paire de tôles métalliques préformées ayant également des collecteurs qui s'étendent dans la direction longitudi- nale des tôles et des conduits transversaux qui relient entre eux les collecteurs. Les collecteurs sont emboutis de façon à délimiter des bords transversaux et les tôles sont soudées entre elles par une machine le long de leurs bords longitudinaux et transversaux. Un alésage ou orifice est formé dans la paroi du collecteur à un emplacement décalé vers l'intérieur du bord du radiateur et un raccord est soudé au radiateur de façon à entourer cet alésage. Un radiateur de ce type est appelé radiateur à branchement arrière du fait que le raccord de branchement se trouve sur la face arrière du radiateur et non sur son extrémité. Dans l'agencement connu, le raccord est soudé par résistance par bossages et ceci nécessite l'emploi d'une bague d'appui munie de passages dans sa circonfé- rence, qui est placée à l'intérieur du collecteur entre les parois avant et arrière de façon à entourer l'alésage. Le soudage par bossages présente l'avantage que des soudures fiables sont produites mais il présente l'inconvénient de nécessiter des investissements en équi- pement importants. En outre, la bague d'appui est super- flue une fois que le soudage est achevé, et ainsi, elle constitue une dépense de fabrication supplémentaire. On connait également des radiateurs panneaux doubles à raccords de branchement arrière et de tels radiateurs comprennent deux radiateurs panneaux simples qui sont raccordés l'un à l'autre par soudage par bossa- ges d'un raccord en forme de T entre les collecteurs des deux panneaux de radiateur à deux des angles du radia- teur ou au voisinage de tels angles. Un tel radiateur panneau double présente le même inconvénient que le radiateur simple muni d'un raccord de branchement arrière soudé par bossages. Dans un autre radiateur connu, deux alésages alignés sont formés dans les parois des collecteurs et deux éléments en laiton cylindriques à brideconstituant ce qu'on appelle un raccord "banjo" sont introduits dans les alésages respectifs et assemblés entre eux par Vissa- ge. Une bague d'étanchéité en caoutchouc est disposée entre la bride de chaque élément et la paroi du collec- teur respectif pour empêcher les fuites de fluide. Les raccords de ce type présentent l'avantage de ne pas né- cessiter-de soudage mais, du fait qu'ils sont constitués par des pièces tournées, ils sont d'une fabrication oné- reuse. En outre, le raccordement est visible de l'avant du radiateur, ce qui est indésirable du point de vue esthétique. La présente invention a pour but d'éviter ou, au moins, d'atténuer les inconvénients mentionnés ci-dessus. Conformément à l'invention il est prévu, en combinaison, d'une part un raccord ayant un premier embout adapté pour coopérer avec un élément de circuit d'écoulement de fluide et un second embout comportant un premier organe d'une paire d'organes mâle et femelle complémentaires et d'autre part un radiateur d' change de chaleur qui comporte l'autre organe de la paire d'organes m&le et femelle caractérisé en ce que le rac- cord et le radiateur sont assemblés par emboîtement, de façon étanches aux fluides, des moyens de verrouil- lage complémentaires étant prévus sur le raccord et sur le radiateur, dont l'un au moins est élastique. Un exemple de l'élément de circuit d'écoule- ment fluide est un tuyau, un autre exemple est un robi- net de commande d'écoulement de fluide et un troisième est un robinet de purge -d'air. Le raccord est adapté pour être relié à l'un quelconque ou a plusieurs de tels éléments ou à un autre élément quelconque du circuit, tel qu'un bouchon d'extrémité. Dans un mode de réalisa- tion préféré, celui des deux organes mâle et femelle qui est formé dans le panneau est un logement embouti formé dans la paroi du collecteur et dont les parois convergent en direction de l'intérieur du radiateur. L'organe mâle formé sur le raccord a, naturellement, une configuration à section décroissante correspondante. Dans un mode de réalisation, les moyens de verrouillage comprennent un collier élastique, de pré- férence un circlip,,reçu dans une gorge formée dans l'or- gane mâle et qui est disposé à l'intérieur du radiateur et est en appui contre la face d'extrémité de la paroi du logement embouti. Pour assurer un ajustage étanche aux fluides entre le panneau et le raccord, on peut utiliser des moyens d'étanchéité constitués par une bague élastique en matière plastique. Cette bague peut être reçue dans une gorge formée dans l'organe mâle de façon à venir en appui étanche contre les organes mâle et femelle. Les moyens d'étanchéité peuvent être constitués par une ba- gue d'étanchéité torique. En variante ou en supplément, un joint d'étanchéité peut être disposé entre le raccord et la paroi de la tubulure à l'extérieur de la paire d'organes mâle et femelle. Dans le cas o le radiateur est un radia- teur panneau, le branchement est, de préférence, du type dit branchement arrière et le raccord peut être une pièce forgée à chaud ne contenant pas de fer en matière. Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, un raccord conçu pour être utilisé avec un radiateur panneau double comporte deux desdits seconds embouts qui sont emboîtés avec des parties respectives des deux panneaux qui forment le radiateur panneau double. Ainsi, les raccords servent de conduit de passage du fluide entre les deux panneaux. Ces raccords mentionnés en dernier lieu ont, de préférence, une forme en T et comportent deux organes mâles à section décroissante dont chacun porte un circlip et coopère avec un organe femelle embouti respectif formé dans le panneau correspondant du radiateur panneau double. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description qui va suivre donnée à titre d'exemple non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: la Fig. 1 est une vue en bout d'un radiateur panneau simple muni de deux raccords selon la présente in- vention; la Fig. 2 est une vue en coupe horizontale du raccord de la Fig. 1, dessiné à plus grande échelle; la Fig. 3 est une vue en coupe horizontale similaire à celle de la Fig. 2 d'un second mode de réalisa- tion du raccord; et la Fig.4 est une vue en coupe qui représente un troisième mode de réalisation d'un raccord et un frag- ment d'un radiateur panneau double dont le raccord fait partie. On se référera maintenant au mode de réalisa- tion des Fig. 1 et 2 sur lesquelles on a représenté un ra- diateur panneau simple, désigné par la référence générale , qui comporte une paire de coquilles métalliques pré- formées à savoir une coquille arrière 11 et une coquille avant 12 qui, en combinaison, délimitent au voisinage des bords des coquilles des collecteurs 13 et 14 qui s'éten- dent dans la direction longitudinale des coquilles et une série de conduits transversaux 15 qui relient entre eux les collecteurs. Les coquilles sont soudées entre elles à la machine le long de leurs bords longitudinaux 16 et de leurs bords transversaux 17 par un processus de souda- ge continu par résistance et, aux endroits o les coquil- les sont en appui l'une contre l'autre entre les conduits transversaux 15, les coquilles sont soudées entre elles par points. Comme on le verra en considérant les dessins, l'extrémité de chacun des collecteurs 13 est formée par emboutissage de façon à constituer le bord transversal continu 17. Le panneau de radiateur est muni de quatre raccords dont deux-seulement, désignés par la référence générale 19, sont visibles sur la Fig. 1. Les raccords sont disposés au voisinage des quatre coins du radiateur et ils permettent d'assembler des joints de tuyauterie et analogues. Dans un exemple (non représenté), un robinet de purge d'air est monté sur l'un des deux raccords su- périeurs, un bouchon est monté dans l'autre raccord supé- rieur, une soupape de sécurité, est montée sur l'un des deux raccords inférieurs et un robinet de commande de dé- bit à commande manuelle est monté sur l'autre raccord inférieur. Sans sortir du cadre même de l'invention on pourra employer des raccords conçus pour remplir une ou plusieurs deces fonctions ainsi que des raccords univer- sels pour permettre le raccordement à l'un quelconque de ces éléments ou à un conduit d'écoulement de fluide. Lorsqu'un clapet de eommande d'écoulement de fluide est incorporé au raccord, il est avantageusement constitué par un clapet à bille. Les raccords de branchement arriè- re représentés sont tous effectués au moyen d'orifices for- més dans la coquille arrière 11 du radiateur dont chacun débouche dans l'un des collecteurs 13 et 14 en un empla- cement voisin du bord du radiateur panneau. On décrira maintenant plus complètement la construction du raccord en se référant à la Fig. 2 des dessins. Chaque raccord 19 est formé par un corps 20 muni d'un organe mâle 21 qui porte un collier de retenue 22 et une bague d'étanchéité torique 23, logés dans des évide- ments annulaires respectifs formés dans la surface exté- rieure de l'organe mâle. L'organe femelle avec laquelle l'organe mâle coopère est un logement 25 formé dans la co- quille arrière 11. Ce logement 25 est formé et percé par emboutissage au cours de la fabrication de la coquille arrière du radiateur. Le logement 25 comporte une paroi 26 qui s'étend vers l'intérieur du collecteur et qui converge en direction de l'intérieur de ce collecteur. La position d'une face d'extrémité 27 de la paroi 26 est établie avec précision pendant le processus de fabrication de telle sorte que la distance X entre la face d'extrémité 27 et la face extérieure 28 de la paroi du collecteur est fixée avec précision. L'organe male 21 a une configuration à section décroissante qui correspond exactement à la forme à section décroissante du trou embouti 25. Une première gorge annu- laire 29 contient la bague d'étanchéité torique 23 et une seconde gorge annulaire 30 reçoit le collier de retenue 22 qui est constitué par un circlip en forme de C. Un épaule- ment 31 est formé à la jonction entre l'organe mâle 21 et le reste du corps 20 et, lorsque l'ensemble connecteur- panneau est assemblé, l'épaulement 31 est en appui contre la paroi extérieure 28 du collecteur. La distance Y entre l'épaulement 31 et le bord 32 de la seconde gorge 30 qui est le plus éloigné de l'épaulement 31 est choisie de façon à être supérieure à la distance X, de l'épaisseur du collier 22, et le collier est monté avec un ajustage serré dans la gorge 30 entre le bord 32 et un bord opposé 33. Lors de l'assemblage, on place la bague élas- tique 23 et le circlip 22 dans les gorges respectives 30 et 29 et l'on introduit l'organe mâle dans l'organe femel- le 25, dans le sens de la flèche A. Les parois convergentes de l'organe femelle 25 compriment le circlip 22 et le mo- ment o l'épaulement 31 vient en contact avec la surface 28 est tel qu'il permet l'insertion de l'organe mâle 21 dans l'organe femelle 25, le bord 33 de la gorge 30 ne poussant le circlip 22 plus profondément dans l'organe femelle 25 que dans la mesure juste suffisante pour que le circlip 22 sorte au-delà de la face d'extrémité 27 de l'or- gane femelle 25 puis se détende et ne reprenne ses dimen- sions à l'état libre. Le circlip élargie vient ainsi en butée contre la face d'extrémité 27 et, du fait que le cir- clip 22 est monté à ajustement serré dans la rainure 30, tout retrait de l'organe mâle hors de l'organe femelle est empêché. Le contact de la bague d'étanchéité torique 23 à la fois avec l'organe mâle 21 et avec l'organe femelle maintient un assemblage étanche aux fluides. Le degré de compression de la bague torique est fixe, le mouvement de l'organe mâle dans et hors de la partie femelle étant empê- ché, d'une part par le contact entre l'épaulement 31 et la surface 28 et, d'autre part, par le contact entre le cir- clip 22, la surface 27 et le bord 32 de la gorge. Dans l'agencement représenté, la bague de re- tenue est disposée à l'intérieur de la tubulure et il n'est pas, par conséquent, facilement possible d'avoir accès à la bague de retenue de sorte que l'enlèvement du corps du raccord n'est pratiquement pas possible. Dans l'exemple représenté sur la Fig. 2, le corps 20 comporte un embout d'extrémité 34 qui est muni d'un alésage taraudé 35 pour recevoir un joint de tuyaute- rie ou analogue. Dans l'agencement représenté, le raccord comporte un passage 36 d'écoulement de fluide qui comprend deux parties de passage d'écoulement qui se coupent à angle droit mais on peut utiliser un autre agencement approprié quelconque. Un raccord de "branchement arrière" tel que représenté sur les Fig. 1 et 2 présente l'avantage de pouvoir être facilement réalisé par emboUtement manuel etencliquetage du raccord sur le panneau de radiateur à un moment quelconque après que les deux coquilles préfor- mées ont été soudées ensemble et sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un soudage manuel. Ceci contraste avec le cas des "branchements en bout" connus et évite les frais d'in- vestissements nécessaires pour le soudage par bossages utilisé dans le cas du branchement arrière connu. Le rac- cord de branchement de l'invention présente l'avantage supplémentaire que, même après assemblage du raccord, ce dernier peut-, si le corps 20 est réalisé d'une manière appropriée, être librement tourné sous un angle approprié quelconque. Il peut être avantageux d'assembler les rac- cords au panneau avant que le radiateur soit dégraissé et émaillé au four. Lorsqu'on effectue l'émaillage à une température d'environ 1200C, on a trouvé qu'un joint d'étanchéité 23 en caoutchouc nitrile est capable de résis- ter à ces opérations. Bien que le corps 20 soit, de préfé- rence, une pièce forgée à chaud qui peut être en une matié- re ferreuse ou non ferreuse, le corps peut même être cons- titué par une pièce moulée en matière plastique. L-'autre mode de réalisation représenté sur la Fig. 3 est constitué par un raccord de tuyauterie pour un radiateur panneau simple, raccord qui est analogue à celui des Fig. 1 et 2 mais est fabriqué en une matière plastique. On a utilisé dans cette figure les mêmes références pour désigner les mêmes éléments. L'organe mâle 21 comporte quatre fentes régulièrement espacées 40 qui s'étendent dans la direction axiale de l'organe male vers l'intérieur à partir de sa face d'extrémité 41 pour former quatre doigts 42 à l'extrémité libre de l'organe mâle. L'extré- mité libre de-l'organe mâle est munie, sur la face externe de chacun des doigts, d'une surface 43 formant lèvre de verrouillage. Les fentes sont suffissamment larges pour permettre à l'extrémité mâle d'être comprimée lorsque l'or- gane mâle est enfoncé dans l'organe femelle et l'organe mâle est élastique de sorte que les doigts 42 s'écartent élastiquement et que les surfaces 43 formant lèvres vien- nent derrière la surface d'extrémité 27 de l'organe femel- le lorsque l'organe mâle est enfoncé dans l'organe femelle suffisamment loin pour amener l'épaulement 31 en con- tact avec la surface externe 28 du panneau de radiateur. Dans ce cas également, le raccord peut tourner librement dans l'organe femelle 25 à condition que le corps 20 soit construit de telle-sorte qu'il ne touche pas la coquille arrière 11 du panneau de radiateur lorsqu'il est déplacé en rotation. On décrira maintenant encore un autre mode de réalisation de l'invention en se référant à la Fig. 4 qui représente un raccord 50 pour un radiateur panneau double. Le radiateur panneau double comporte deux radia- teurs panneaux simples 51 et 52 montés dos-à-dos. Comme dans le cas décrit ci-dessus d'un radiateur panneau sim- ple, chaque radiateur panneau double est muni de quatre raccords de branchement disposés aux coins du radiateur et, dans le cas d'un radiateur double, ces raccords sont avan- tageusement disposés entre les deux panneaux simples. La Fig. 4 représente un tel raccord de branchement. Ce rac- cord comprend un corps 52A en forme de T qui comporte un alésage taraudé central 35 et deux organes mâles identi- ques 53 et 54 de forme tronconique qui sont reçus dans des logements convergents 25 formés dans los collecteurs. des deux panneaux de radiateur 51 et 52. Les panneaux de radiateurs simples qui forment le radiateur double sont d'une construction identique à celle du radiateur panneau la simple décrit ci-dessus et l'on a utilisé les mêmes références pour désigner leurs éléments caractéristiques. Chaque organe mâle 53 est d'une construction identique à celle de l'organe représenté sur la Fig. 3 et l'on a uti- lisé les mêmes références pour désigner ses éléments ca- ractéristiques. Naturellement, la construction de la Fig. 2 peut être utilisée pour la construction de radiateurs panneaux doubles tels que représentés sur la Fig. 4. L'invention offre l'avantage que les panneaux simples qui sont utilisés pour fabriquer le radiateur panneau double peuvent être identiques ainsi qu'à un pan- neau de radiateur simple. Par contraste, dans les radia- teurs panneaux doubles connus ayant des "raccords de branchement en bout", les panneaux simples qui doivent être utilisés pour fabriquer le panneau double doivent être tout d'abord modifiés. Le radiateur panneau double présente également les avantage ci-dessus mentionnés du radiateur panneau simple à savoir, de pouvoir être ra- pidement assemblé mécaniquement sans soudage et de permet- tre le choix de l'angle du raccordement. L'invention peut être également appliquée à des radiateurs panneaux ayant plus de deux panneaux et elle peut être également appliquée à des radiateurs à convection. Un autre avantage de l'invention est la possi- bilité de reporter l'assemblage final des raccords et du radiateur jusqu'après la livraison à l'entrepreneur ou au plombier. Les panneaux de radiateur auxquels le corps de raccord ne sont pas fixés occupent moins d'espace pour le transport et des radiateurs panneaux simples ou doubles peuvent être construits par l'entrepreneur sur le chantier en utilisant les raccords comme décrit ci-dessus. Comme mentionné ci-dessus, les raccords peuvent contenir des ro- binets de purge d'air, des bouchons d'extrémités, des soupa- pes de sécurité ou des robinets de commande de débit, ce qui entraîne dés économies supplémentaires en frais d'instal- lation. Enfin, le premier embout du raccord peut être -réalisé sous la forme d'un embout identique ou correspon- dant au second embout de sorte que le raccord peut n'as- surer alors qu'un simple raccordement entre les deux pan- neaux d'un radiateur panneau double. 24889S0 R E V E N D I C A T IO N S 1) Ensemble combiné comprenant d'une part un rac- cord (19) ayant un premier embout (34) adapté pour coopé- rer avec un élément de circuit d'écoulement de fluide et un second embout (21) comportant un premier organe d'une paire d'organes mâle et femelle complémentaires et d'autre part un radiateur (10) d'échange de chaleur qui comporte l'autre (25)desdits organes mâle et femelle, caractérisé en ce que le raccord (19) et le radiateur (10) sont assem- blés par emboîtement, de façon étanche aux fluides, des moyens de verrouillage complémentaires (22,27) étant pré- vus sur le raccord et sur le radiateur, dont l'un au moins est élastique. 2) Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mâle (21) comporte une surface tronconi- que dont l'extrémité de plus petit diamètre est situé au bord avant de l'organe mâle. 3) Ensemble selon l'une quelconque des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen de verrouil- lage (22) prévue sur le raccord (19) est situé au bord avant de l'organe mâle (21). 4) Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe mâle (21) a une section transversale circulaire et en ce que le moyen de verrouillage du rac- cord est constitué par un circlip compressible (22) con- tenu dans un évidement annulaire (30) de l'organe mâle de façon à faire saillie au-dessus de l'évidement lors- qu'il est à l'état non comprimé et à venir en appui contre une surface annulaire rentrante (27) de l'organe femelle qui constitue le moyen de verrouillage de l'organe femelle. 5) Ensemble selon la revendication 3, caractéri- sé en ce que le moyen de verrouillage du raccord comprend un doigt élastique (42) muni d'une surface formant lèvre Z488980 (43) adapté pour se déplacer élastiquement à partir d'un état comprimé et venir en appui contre une surface ren- trante (27) formée sur l'organe femelle, surface qui cons- titue le moyen de verrouillage de l'organe femelle. 6) Ensemble selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes caractérisé en ce que des surfaces de butée (31, 28) formées sur le radiateur et sur le raccord limitent par leur contact mutuel la poursuite du déplace- ment vers l'intérieur de l'organe mâle (21) par rapport à l'organe femelle (25) au-delà du point o se produit l'enclenchement de verrouillage. 7) Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que les surfaces de butée sont constituées par la surface externe (28) du radiateur qui entoure l'accouple- ment organe mâle/organe femelle et par un épaulement (31) formé sur le raccord. 8) Ensemble selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que l'organe mâle a une section transversale circulaire et comporte un évide- ment annulaire (29) qui contient une bague élastique (23) qui sert à assurer l'étanchéité entre l'organe mâle et l'organe femelle. 9) Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la bague précitée (23) est une bague du type appelé bague d'étanchéité torique. ) Ensemble selon l'une quelconque des reven- dications 8 et 9, caractérisé en ce que la bague précitée est fabriquée en caoutchouc nitrile. 11) Ensemble selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes,-caractérisé en ce que l'organe femel- le est formé sur le radiateur. 12) Ensemble combiné selon la revendication 11, caractérisé en ce que le radiateur est un radiateur pan- neau rectangulaire et en ce que l'organe femelle est for- mé dans une coquille (11) du radiateur, dans la paroi d'un collecteur (13) du radiateur, dans un angle ou au voi- sinage d'un angle du radiateur. 13) Ensemble selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le raccord est constitué par une pièce en métal forgée à chaud. 14) Ensemble selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 12, caractérisé en ce que le raccord est constitué par une pièce moulée en matière plastique. ) Ensemble selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisé en ce que le radiateur est un radiateur panneau double (51, 52) et comporte au moins un raccord ayant deux seconds embouts semblables (53, 54) associés respectivement à l'un des panneaux. 16 - Ensemble selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte un radiateur ayant plusieurs panneaux et un raccord, le premier embout étant identique ou correspondant au se- cond de sorte que le raccord ne sert qu'à raccorder deux panneaux adjacents du radiateur et non à raccorder ces panneaux à un autre élément quelconque de circuit d'écou- lement de fluide. 17) Ensemble selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à. 15, caractérisé en ce que le raccord comporte un corps qui renferme un dispositif de commande d'écou- lement de fluide, par exemple un clapet à bille.