Brevet FR2525337A1 — publié le 19831021

La présente invention concerne les échangeurs de chaleur et plus particulièrement les échangeurs de chaleur utilisés comme refroidisseurs par exemple comme radiateurs de refroidissement d'un moteur thermique. Bien que non exclusivement l'invention concerne de façon plus particulière les échangeurs utilisés sur des véhicules poids-lourds dont les tubes d'extrémité sont sou- mis à des sollicitations importantes tant thermiques que mécaniques, ce qui oblige à renforcer la liaison tubes-pla- ques collectrices. Le problème exposé ci-dessus est bien connu des spécialistes et il a été proposé de longue date de renfor- cer les plaques collectrices au voisinage des rangées d'ex- trémité des tubes Pour cela, on a proposé de disposer des plaquettes de renforcement enfilées sur les extrémités des tubes soit au-dessus soit en dessous des plaques coilectri- ces. La Demanderesse a elle-même proposé des plaquet- tes de renfort formant des ondulations successives dans le sommet desquelles des lumières sont pratiquées pour le pas- sage des tubes, ces ondulations servant à retenir de la brasure entre elles et le dessus d'une plaque collectrice. On renforce ainsi considérablement la liaison des tubes et des plaques collectrices. Il est apparu à l'usage que les solutions propo- sées donnaient satisfaction en permettant à l'échangeur de bien résister tant aux sollicitations mécaniques que ther- miques Cependant, il est apparu que l'amélioration appor- tée, bien que satisfaisant aux exigences actuelles d'utili- sation, n'atteignait pas le degré qu'on pouvait en attendre. Il a alors été constaté que les liaisons par bra- sure entre les plaquettes renfort d'une part, le collecteur et les tubes d'autre part, étaient imparfaites en raison de lacunes présentes dans la brasure et dues à la présence de soufflures consécutives à l'ébullition du solvant du flux. Selon l'invention il a, par conséquent, été décou- vert qu'il y avait lieu de réduire le plus possible les la- cunes de brasure et surtout de faire en sorte qu'une circu- lation de la brasure soit provoquée lors de sa réalisation. Conformément à l'invention, le procédé pour le renfort au moyen de plaquettes au moins des rangées d'ex trémité des tubes engagés dans des plaques collectrices pour constituer un échangeur de chaleur est caractérisé en ce qu'on forme la plaque collectrice par poinçonnage de fa- çon à délimiter des collets à extrémité biseautée et à for- mer le fond des parties séparant deux passages de tubes suc- cessifs pour qu'ils soient bombés, en ce qu'on applique sur la partie bombée du fond une plaquette plate percée de lu- mières correspondant aux tubes et en ce qu'on brase l'en- semble après fluxage, les espaces délimités entre les par- ties bombées du collecteur et planes de la plaquette for- mant des circuits de circulation capillaires pour la bra- sure en provoquant l'élimination du flux. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'inven- tion est représentée, à titre d'exemple non limitatif, au dessin annexé. La fig 1 est un plan vu de dessus d'une plaque collectrice d'un échangeur de chaleur à tubes de circula- tion comportant le dispositif de renforcement de l'invention. La fiq 2 est une coupe-élévation très agrandie vue suivant la ligne II-II de la fig 1. Le dessin illustre une plaque collectrice 1 de forme rectangulaire qui délimite des passages de tube 2 pour des tubes 3 La plaque collectrice 1, qui est métal- lique, est conformée par poinçonnage pour que les passages de tube 2 soient délimités par des collets 4 à extrémité biseautée 4 a Les tubes 3 sont engagés dans les collets 4 et leur extrémité supérieure est évasée comme montré en 3 a au-dessus de la partie biseautée 4 a. Ce mode de réalisation de la plaque collectrice a pour effet supplémentairement que le fond 5 des espaces séparant les collets n'est pas plan mais, au contraire, bombé comme l'illustre bien la fig 2, le rayon de courbure dé- croissant au voisinage de la partie joignant le fond 5 au flanc des collets 4 comme cela est illustré en 5 a. Pour renforcer la plaque collectrice au moins au voisinage des tubes d'extrémité, c'est-à-dire les tubes 31 on met en oeuvre des plaquettes 6 s'étendant sur quelques rangées de tubes, par exemple quatre comme représenté Les plaquettes 6 sont complètement planes et on pratique dans leur épaisseur, au moyen d'outils de découpage, des lumières 7 dont la forme correspond à celle des tubes et dont les dimensions sont légèrement plus grandes que celles des tubes 3. On dispose les plaquettes 6 de façon qu'elles soient en contact avec le dessous de la plaque collectrice, c'est-à-dire avec le dessous de la partie bombée 5 Cette disposition a pour effet de ménager entre la plaque collec- trice et le dessus de chaque plaquette des espaces capillai- res 8 qui communiquent avec des espaces capillaires 9 ménagés entre les lumières 7 de la plaquette 6 et la pa- roi externe des tubes 3 Après l'assemblage des tubes, des plaquettes et de la plaque collectrice, on procède au bra- sage de l'ensemble réalisé, par exemple un brasage tendre au moyen d'un alliage à l'étain plomb ou analogues qui diffuse dans les espaces capillaires décrits ci-dessus dont aucun ne présente des dimensions telles que des reliquats de flux puissent être retenus En effet, puisque tous les espaces sont capillaires la brasure, lors de sa fusion, circule né- cessairement dans toutes les parties des espaces et refoule par conséquent le flux qui pouvait s'y trouver pour permet- tre le mouillage du métal par la brasure. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réa- lisation, représenté et décrit en détail, car diverses modi- fications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, il est possible de prévoir des plaquettes s'étendant sur toute la surface des plaques collectrices. REVEND ICATIONS 1 Procédé pour le renfort au moyen de plaquet- tes au moins des rangées d'extrémité des tubes engagés dans des plaques collectrices pour constituer un échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'on forme la plaque collec- trice par poinçonnage de façon à délimiter des collets à extrémité biseautée et à former le fond des parties sépa- rant deux passages de tubes successifs pour qu'elles soient bombées, en ce qu'on applique sur la partie bombée du fond une plaquette plate percée de lumière correspondant aux tu- bes et en ce qu'on brase l'ensemble après fluxage, les es- paces délimités entre les parties bombées du collecteur et planes de la plaquette formant des circuits de circulation capillaire pour la brasure en provoquant l'élimination du flux. 2 Procédé suivant la revendication 1, caracté- risé en ce que l'extrémité des tubes est évasée au-dessus des parties biseautées des collets pour assurer aussi la circulation de la brasure et sa retenue. 3 Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les lumières pratiquées dans la plaquette sont de forme correspondant à celle des tubes mais de dimensions très légèrement supérieures aux dimen- sions externes desdits tubes. 4 Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la brasure est réalisée alors que le fond bombé des parties de la plaque collectrice sé- parant les passages de tube estaccosté au-dessus plan de la plaquette. 5 Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que plusieurs plaquettes sont prévues en relation avec la même plaque collectrice. 6 Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une même plaquette recouvre toute l'étendue d'une plaque collectrice. 7 L'application du procédé de l'une des reven- dications 1 à 6 à la réalisation d'échangeurs de chaleur du type refroidisseurs pour véhicules notamment véhicules poids-lourds.