Brevet FR2524977A1 — publié le 19831014

La présente invention a trait à un échangeur de chaleur et concerne plus particulièrement un échangeur de chaleur du type ayant une utilité particulière comme ra- diateur dissipant la chaleur d'eau de refroidissement de moteurs de véhicules automobiles par exemple. Généralement, des radiateurs conventionnels pour moteurs automobiles sont composés d'une unité de faisceau 4 comportant des tubes métalliques 2 et des ailettes ondu- lées 3 reliées entre elles par soudure d'une manière pro- pre à une transmission de chaleur, et des plaques de fais- ceau supérieure et inférieure 5 reliées aux deux extrémi- tés des tubes 2 par soudure comme représenté en figure 1. Chacune des plaques de faisceau 5 comporte avec une gor- ge 6 de retenue, le long de sa périphérie. Un organe d'étanchéité souple 7 tel qu'un joint torique est maintenu dans la gorge de retenue 6 comme re- présenté en figure 2, et un rebord 9 d'un élément de ré- servoir en plastique 8 est également maintenu dans la gor- ge de retenue 6, de telle sorte que l'organe d'étanchéité 7 est interposé entre une paroi de fond 5 b de la gorge de retenue 6 et le rebord 9. Une pluralité de crochets 10 formés d'une seule pièce à intervalles égaux avec une paroi externe 5 p de la gorge de retenue 6 sont recourbés vers l'intérieur par un 2, gabarit (non représenté) de façon que l'organe d'étan- chéité 7 soit comprimé Etant donné qu'une distance L entre une surface inférieure de la paroi de fond 5 b de la gorge de retenue 6 et'une surface supérieure des cro- chets recourbés 10 est maintenue constante sur le gabarit le taux de compression de l'organe d'étanchéité 7 ayant une grande influence sur l'étanchéité entre l'élément de réservoir 8 et la plaque de faisceau 5 est déterminé par une épaisseur h du rebord 9 et une épaisseur t de la plaque de faisceau 5. L'échangeur de chaleur est réalisé de la façon suivante Les tubes 2 revêtus de soudure sur leur surfa- ce extérieure, des ailettes ondulées 3 non revêtues de soudure,et des plaques de faisceau 5 revêtues de soudure sur leur surface extérieure, sont assemblés comme repré- senté en figure 1 et l'unité assembléC-e est acheminée vers un four de façon à fondre la soudure de manière à souder les pièces les unes aux autres, A ce moment, un surplus de soudure en fusion s'est accumulé autour de la paroi 5 b,d'une paroi extérieure 5 p ou des crochets 10 comme représenté en figure 1, sous la forme de gouttes 11. L'échangeur de chaleur de ce type, cependant, présente les inconvénients suivants: quand la pluralité de crochets 10 est pliée par le gabarit, tandis que la masse en forme de goutte de la soudure reste sur ces piè- ces, l'étanchéité entre la plaque de faisceau 5 et l'élé- ment de réservoir 8 due à l'organe d'étanchéité 7 est détériorée parce que comme cela est représenté en figure 3, il existe des parties auxquelles est attachée de la soudure en excès 11 (qui a débordé) et l'organe d'étan- chéité 7 dans ces parties est comprimé davantage que dans d'autres parties Comme ci-dessus, l'irrégularité de taux de compression de- l'organe d'étanchéité 7 réduit l'étanchéité Etant donné que les parties auxquelles la soudure supplémentaire 11 est attachée sont plus rigi- des que les autres parties la force de pliage du gabarit se concentre sur les parties faibles, les crochets 10 et la paroi extérieure 5 p de la gorge de retenue 6 des par- 3, ties faibles sont pliés davantage que souhaité, comme représenté en figure 4, Cela crée un intervalle relative- ment large à entre les crochets 10 et le rebord 9 ainsi qu'un intervalle relativement large b entre la paroi exté- rieure 5 p et le rebord 9, à la suite de quoi la paroi de- vient inégale, ce qui raccourcit la durée de vie du radia- teur, Au vu des inconvénients ci-dessus de l'art an- térieur, la présente invention a pour objet de fournir un échangeur de chaleur dans lequel un organe d'étanchéi- té est comprimé régulièrement et des crochets de plaque de faisceau sont pliés de façon uniforme. De façon à fournir l'échangeur de chaleur ci- dessus, une partie concave-convexe est formée dans une surface externe d'au moins un éléoent parmi une paroi ex- terne, une paroi interne d'une gorge de retenue et un cro- chet. Selon la présente invention, puisque la partie concave-convexe est formée dans la surface extérieure des parois, un matériau de soudure est fondu et coule vers la partie concave-convexe quand l'échangeur de chaleur est chauffé dans un four, à la suite de quoi on évite que le matériau de soudure adhère à la plaque de faisceau, que l'épaisseur de la plaque de faisceau devienne irrégulière, et que le taux de compression de l'organe d'étanchéité de- vienne irrégulier En conséquence, une étanchéité suffi- sante peut être assurée. De plus, puisque la partie concave-convexe est formée dans la paroi externe et que la hauteur de la partie concave-convexe est rendue égale à celle de la paroi ex- terne là o la partie concave-convexe n'est pas formée, la paroi externe devient rigide En conséquence, la rigidité de la paroi externe est plus forte que celle des crochets. Cela facilite l'opération de pliage des crochets. Par conséquent, les crochets sont pliés exactement comme prédéterminé. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en liaison avec 4. les dessins ci-joints parmi lesquels: La figure 1 est une vue en coupe d'un échangeur de chaleur de l'art antérieur; Les figures 2-4 sont des vues en coupe agrandies de l'élément de réservoir et de la plaque de faisceau de l'échangeur de chaleur représenté en figure 1; La figure 5 est une vue de face d'un échangeur de chaleur selon la présente invention; La figure 6 est une vue en perspective d'une par- tie de la plaque de faisceau de l'échangeur de chaleur représenté en figure 5; La figure 7 est une vue en coupe prise le long de la ligne VIIVII de la figure 6; La figure 8 est une vue en perspective d'une par- tie de l'élément de réservoir et de la plaque de faisceau de lréchangeur de chaleur de la figure 5; et Les figures 9 à 24 sont, respectivement, des vues en perspective et en coupe prises le long de lignes correspondantes. La figure 5 représente une vue de face d'un échangeur de chaleur selon un mode de réalisation de la pré- sente invention Sur la figure 5, la référence 21 désigne un échangeur de chaleur utilisé comme radiateur pour un moteur d'un véhicule automobile, L'échangeur de chaleur 21 consiste en une unité de faisceau 24, des plaques de fais- ceau supérieure et inférieure 25 et des éléments de ré- servoir supérieur et inférieur 28. L'unité de faisceau 24 comprend une pluralité de tubes plats 22 en aluminium et une pluralité d'ailettes ondulées 23 en aluminium et interposées entre les tubes plats 24 et reliées à ceux-ci d'une manière propre à trans- mettre la chaleur. Les plaques de faisceau supérieure et inférieu- re 25 sont aussi réalisées en aluminium et soudées aux deux extrémités des tubes plats 22, Des éléments de réser- voir en plastique supérieur et inférieur 28 sont fixés aux plaques de faisceau respectives 25 par un organe d'étan- chéité 27 en forme de joint torique en caoutchouc, de fa- 5. çon que aes réservoirs 34 supérieur et inférieur soient formés par les éléments de réservoir 28 et les plaques de faisceau 25, respectivement. Le matériau constitutif des tubes 22, des ailet- tes 23, et des plaques de faisceau 25 peut ne pas être limité à l'aluminium Il est possible d'utiliser d'autres métaux au lieu de l'aluminium, le laiton par exemple. L'élément de réservoir supérieur 28 est pourvu d'un orifice d'entrée 31 et d'un conduit d'entrée 32, aux- quels est relié un conduit de liaison de telle manière qu'une eau de refroidissement s'y écoule à partir d'un mo- teur De même, l'élément de réservoir inférieur 28 est pourvu d'un conduit de sortie 33 pour le drainage de l'eau de refroidissement. Comme on l'a représenté sur les figures 6 et 7, la plaque de faisceau 25 est pliée à sa périphérie pour constituer une paroi interne 25 i, une paroi de fond 25 b et une paroi externe 25 p et former ainsi une gorge 26 de retenue La plaque de faisceau 25 comporte une pluralité de crochets 30 s'étendant à intervalles égaux à partir de la paroi externe 25 p La surface externe de la paroi p est pressée vers l'intérieur entre les parties à partir desquelles s'étendent les crochets 30, de façon à former ainsi des parties concaves 25 a Sur une surface opposée (la surface interne) de la paroi externe 25 p on forme des parties relevées 25 g en saillie dans la gorge de retenue 26 La hauteur H des concavités 25 a est ren- due identique à celle h de la paroi externe 25 p là o les concavités 25 a ne sont pas formées. L'organe d'étanchéité 27 de même qu'un rebord 29 de l'élément de réservoir 28 est maintenu dans la gor- ge de retenue 26, de façon à emprisonner l'organe d'étan- chéité 27 entre la paroi de fond 25 b de la gorge de rete- nue 26 et le rebord 29 comme représenté en figure 8 Le rebord 29 comporte des parties en retrait 31 destinées à recevoir les parties en saillie 25 g de la surface inter- ne de la paroi externe 25 p Les crochets 30 sont pliés vers l'intérieur par un gabarit (non représenté) de telle 6. manière que l'organe d'étanchéité 27 soit comprimé en- tre la surface supérieure de la paroi de fond 25 b et la surface inférieure du rebord 29 pour assurer une étanchéi- té entre la plaque de faisceau 25 et l'éléoent de réservoir 28, comme représenté en figure 8. Puisque la concavité 25 a est formée dans la sur- face externe de la paroi externe 25 p,un matériau de soudu- re déposé sur la surface externe des crochets 30, de la paroi externe 25 p et de la paroi de fond 25 b est fondu et lo coule vers la concavité 25 a grace à sa tension superfi- cielle quand l'unité de faisceau est chauffée dans un four En conséquence, on évite que le matériau de soudure qui ne sert pas à souder La plaque de faisceau 25 aux tu- bes 22 adhère A la paroi externe 25 p, la paroi de fond 25 b ou les crochets 30 Cela rend uniforme l'épaisseur de la plaque de faisceau 25, et de rmme le taux de com- pression de l'organe d'étanchéité 27 devient uniforme. La hauteur H des concavités 25 a étant rendue exactement identique à celle h de la paroi externe, la rigidité (résistance mécanique) de la paroi externe 25 p est rendue supérieure à celle des crochets 30 En consé- quence,les crochets 30 sont pliés exactement selon une ligne préférentielle k (voir figure 6) qui est une ligne de limite entre les crochets 30 et la paroi externe 25 p. Les figures 9 et 10 représentent un mode de réalisation modifié de-l'invention et des références iden- tiques y désignent des pièces identiques ou similaires à celles du mode de réalisation décrit ci-dessus. La plaque de faisceau 25 selon ce mode de réa- lisation modifié comporte une pluralité de convexités 25 g dans la surface externe de la paroi externe 25 p et en particulier entre les crochets adjacents respectifs 30, de telle manière que des parties en retrait 25 a sont formées dans la surface opposée de la paroi externe 25 p. La hauteur H de la convexité 25 g est la même que celle de la paroi externe 25 p là ot L la convexité 25 g n'est pas formée de telle manière que la rigidité de la paroi 25 p est augmentée à la suite de quoi les crochets 30 peuvent 7. être liés exactement de la façon souhaitée Puisque des liaisons incurvées 25 e et 25 f avec la partie plane de la paroi externe 25 p sont réalisées des deux côtés des con- vexités 25 g, la soudure en fusion qui déborde s'accumule vers les liaisons incurvées 25 e et 25 f grâce à la tension superficielle quand l'unité de faisceau 24 est chauffée dans le four Le rebord 29 peut étre pourvu de parties re- levées destinées à être engagées avec les parties en re- trait 25 a, si nécessaire. Selon un autre mode de réalisation modifié de l'invention des concavités 25 a (figures Il et 12) ou des convexités 25 g (figures 13 et 14) sont formées sur la sur- face externe de la paroi externe 25 p dans une partie à par- tir de laquelle s'étend un crochet 30. En liaison ensuite avec les figures 15 à 18, représentant d'autres modes de réalisation modifiés, des convexités 25 g (figures 15 et 16) ou des concavités 25 a (figures 17 et 18) sont formées respectivement dans la surface externe de la paroi interne 25 i En se référant aux figures 19 à 24 représentant d'autres modifications de l'invention,des concavités 25 a sont formées dans la sur- face externe de l'un des crochets 30 (figures 19 et 20), de la paroi externe 25 p (figures 21 et 22), et de la paroi in- terne 251 (figures 23 et 24) de telle façon que leur axe longitudinal ne soit pas vertical comme dans les modes de réalisation décrits ci-dessus mais horizontal. Comme expliqué ci-dessus, une concavité ou une convexité (désignées par le terme partie concave-convexe dans les revendications) est formée dans une surface ex- terne de la paroi interne ou de la paroi externe ou des crochets,et par suite de la soudure ramollie en excès s'écoule dans les concavités ou vers les liaisons incur- vées avec les parties planes de la paroi autour des con- vexités quand la plaque de faisceau et l'unité de fais- ceau sont chauffées pour souder la plaque de faisceau, des tubes et des ailettes les uns avec les autres En consé- quence, on peut empocher la formation d'une masse de sou- dure en forme de gouttes sur des parties telles que la 8. surface de fond, le crochet etc Par conséquent, un élé- ment d'étanchéité dans une gorge de retenue peut toujours être comprimé avec la même pression. Quand une concavité ou une convexité est for- mée sur la surface externe de la paroi externe et que la hauteur de la concavité ou de la convexité est la même que celle de la paroi là o il n'y a ni concavité ni convexité, la rigidité (résistance mécanique) peut être améliorée. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être dédrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de va- riantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 Echangeur de chaleur comprenant un élément de réservoir en matière plastique comportant une partie de rebord à son extrémité ouverte; une unité de faisceau comportant des tubes et des ailettes reliés les uns aux autres par soudure; une plaque de faisceau fixée à l'unité de faisceau, la plaque de faisceau comportant une paroi in- terne, une paroi de fond et une paroi externe pour former ainsi une gorge de retenue pour recevoir la partie de re- bord, la plaque de faisceau comportant également une plu- ralité de crochets s'étendant à partir de la paroi exter- ne, les crochets étant pliés au-dessus de la partie de rebord pour fixer l'élément de réservoir à la plaque de faisceau, et un organe d'étanchéité disposé dans la gorge de retenue et entre la paroi de fond et la partie de re- bord; caractérisé en ce qu'il comporte une partie con- cave-convexe formée dans une surface externe d'au moins un élément parmi la paroi interne, la paroi externe et un cro- chet. 2 Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie concave-convexe est une concavité formée dans la surface externe de la paroi ex- terne. 3 Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la concavité est formée dans la surface externe de la paroi externe et entre des parties à partir desquelles s'étendent les crochets. 4 Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la concavité est formée dans la surface externe d'une partie à partir de laquelle s'étend le crochet. 5 Echangeur de chaleur selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que la hauteur de la concavité est la même que celle de la paroi exter- ne là oûu la concavité n'est pas formée, , 6 Echangeur de chaleur selon la revendication l,caractérisé en ce que la partie concave-convexe est une concavité formée dans la surface externe de la paroi in- terne. 7 Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie concave-convexe est une concavité formée dans la surface externe du crochet. 8 Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie concave-convexe est une convexité formée dans la surface externe de la paroi externe. 9 Echangeur de chaleur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la convexité est formée dans la surface externe de la paroi externe et entre des parties à partir desquelles s'étendent les crochets. Echangeur de chaleur selon la revendication 8,caractérisé en ce que la convexité est formée dans la surface externe d'une partie à partir de laquelle s'étend le crochet. 11 Echangeur de chaleur selon la revendica- tion 9 ou la revendication 10, caractérisé en ce que la hauteur de la convexité est la même que celle de la paroi externe 1 L o la convexité n'est pas formée. 12 Echangeur de chaleur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que la partie concave-convexe est une convexité formée dans la surface externe de la paroi interne,