Brevet FR2555921A1 — publié le 19850607

La présente invention se rapporte à un procédé de montage d'au moins un tube sur une plaque, notamment pour la fa brication d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile, ladite plaque ayant au moins un trou dans lequel le tube est enfilé par une de ses extrémités, un élément d'étanchéité revêtant une des deux faces de la plaque et présentant au moins un collet cylindrique interposé entre le tube et la paroi intérieure du trou de la plaque pour assurer l'étanchéité entre le tube et la plaque. En général, l'élément d'étanchéité présente initialement le collet cylindrique sus-visé que l'on embotte dans le trou de la plaque. Cette façon de procéder oblige a prendre des précautions particulières, étant donné qu'un tel emboîtement, répété sur de nombreux trous, nécessite une précision incompatible avec l'obtention de l'éliment d'étanchéité par moulage. Après emboitement du collet cylindrique dans le trou de la plaque, on complète le montage en enfilant le tube dans le collet, et ensuite en élargissant le tube. Mais, dans tous les cas, la pose initiale de l'élément d'étanchéité, dont les collets cylindriques préformés doivent coincider avec les trous de la plaque nécessite une grande précision, et ne permet pas la mécanisation de la mise en place, ce qui en grève le prix de revient. La présente invention a pour objet un procédé de montage d'au moins un tube sur une plaque, du type sus-visé, qui est exempt de cet inconvénient et dans lequel le positionnement de l'élément d'étanchéité sur la plaque s'effectue d'une manière très facile et permet ensuite un montage particulièrement efficace. Suivant l'invention, un procédé de montage d'au moins un tube sur une plaque, du type sus-visé, est caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité présente initialement, a l'endroit du trou de la plaque, une partie annulaire plane bordant un orifice central préformé coaxial avec le trou de la plaque, et en ce que l'on écarte ensuite cette partie annulaire pour lui donner la forme du collet cylindrique et l'appliquer contre la paroi intérieure du trou de la plaque. Gr ce a cette disposition, il est extrèmement facile de former des orifices dans l'élément d'étanchéité et, ceci, dans des conditions de moulage de cet élément d'étanchéité particulièrement simples et notamment beaucoup plus aisées que lorsqu'il s'agit de former des collets venus de moulage avec un tel élément d'étanchéité, ainsi qu'il a été proposé jusqu'd présent. En outre, le positionnement de l'elément d'étanchéité muni de ses orifices sur la plaque, peut être effectué d'une manière qui n'a pas besoin d'être extrêmement précise. Il suffit que les orifices de l'élément d'étanchéité soient grosso modo situés a l'endroit des trous de la plaque, même avec un centrage imparfait.En effet lorsque l'on rabat ensuite la partie annulaire qui borde chaque orifice, la mise en place se fait d'elle-même et l'on réalise, en quelque sorte,un collet cylindrique in situ, qui est parfaitement approprié aux besoins de l'étanchéité dans le montage des tubes sur la plaque. Le rapport entre les diamètres du trou, de la plaque et de l'orifice de l'élément d'étanchéité varient suivant la hauteur du collet et la compression désirées. Pour fixer les idées pour un échangeur de dimensions classiques l'orifice de l'élément d'étanchéité a un diamètre qui est égal à environ la moitié du diamètre du trou de la plaque. Suivant une autre caractéristique, l'orifice de l'élément d'étanchéité est doté d'une livre formant bourrelet annulaire. Cette lèvre permet d'effectuer le rabattement de la partie annulaire bordant l'orifice dans des conditions de sécurité qui sont excellentes pour la tenue de l'élément d'étanchéité et qui évitent en particulier tous risques de déchirure de cet élément d'étanchéité. En outre, et en particulier lorsque le trou de la plaque est lui-mêrae muni d'un collet cylindrique, le bourrelet annulaire de l'orifice de l'élément d'étanchéité a une fonction supplémentaire particulièrement intéressante à savoir ce bourrelet est admis à être reçu sur l'extrémité du collet du trou de la plaque, ce qui assure un verrouillage particulièrement efficace Suivant une autre caractéristique, l'élément d'étanchéité présente à l'endroit du trou de la plaque et à l'opposé de la levure formant bourrelet annulaire, une surépaisseur qui fait saillie à l'opposé de la face de la plaque qui est revêtue par l'élément d'étanchéité. Cette surépaisseur est admise, en quelque sorte, à ceinturer d'une manière particulièrement efficace le tube à l'endroit où il est enfilé dans le trou de la plaque, ce qui améliore les conditions de montage et d'étanchéité sur la plaque. Dans une forme d'exécution, l'élément d'étanchéité revêt la face de la plaque qui est opposée au côté par lequel le tube est enfilé. Dans ce cas, suivant l'invention, avant enfilage du tube, un poinçon est engagé dans la partie annulaire de l'élément d'étanchéité pour lui donner la forme de collet cylindrique et précomprime celui-ci contre la paroi intérieure du trou de la plaque, après quoi, on transfère le collet de l'élément d'étanchéité sur le tube en maintenant la précontrainte. S'il y a lieu, le tube est admis à subir un évasement après sa mise en place dans le collet de l'élément d'étanchéité. En variante, l'élément d'étanchéité revêt la face de la plaque qui est située du cOte par lequel le tube est enfilé. Dans ce cas, le tube est engagé à force dans la partie annulaire de l'élément d'étanchéité et lui donne la forme de collet cylindrique en le serrant contre la paroi intérieure du trou de la plaque. Dans tous les cas, on appréciera que le montage de 1' élément d'étanchéité sur la plaque est particulièrement facilité par la prévision des orifices simplement ménagés dans l'élément d'étanchéité pour la pose de cet élément d'étanchéité sur la plaque, soit d'un côté, soit de l'autre, et avant que l'on enfile le tube pour le montage. La présente invention a également pour objet un élément d'étanchéité permettant la mise en oeuvre du procédé sus-visé. Cet élément d'étanchéité est destiné à revêtir une plaque collectrice d'une boite, dite boite à eau, sur laquelle est montée, par au moins une extrémité, une pluralité de tubes munis d'ailettes et cet élément d'étanchéité est caractérisé en ce qu'il présente une pluralité d'orifices préformés permet tant un montage par le procédé qui a été indiqué ci-dessus La présente invention a en outre, pour objet, un radiateur notamment pour véhicule automobile, comportant une pluralite de tubes qui sont munis d'ailettes et dont au moins une extrémité est montée sur une plaque collectrice d'une boite, dite boite a eau, ladite plaque ayant une face revêtue par l'élément d'étanchéité, et est caractérisé en ce que chaque tube est monté sur la plaque par le procédé qui a été décrit ci-dessus. Des formes d'exécution de l'invention sont ci-après décrites, à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation, avec des arrachements partiels, d'un radiateur de véhicule automobile comportant une pluralité de tubes qui sont munis d'ailettes et dont chaque extrémité est montée sur une plaque de fond d'une boite à eau, cette plaque étant revêtue d'un élément d'étanchéité, un tel montage étant réalisé par le procédé suivant l'invention; la figure 2 est une vue correspondante de ce radiateur, en coupe horizontale suivant la ligne Il-Il de la figure 1; la figure 3 est une vue du radiateur, a plus grande échelle et en coupe transversale verticale, suivant la ligne III-III de la figure 1;; la figure 4 illustre schématiquement la plaque qui est revêtue de l'élément d'étanchéité avant qu'un poinçon ne soit admis à agir sur cet élément d'étanchéité pour rabattre la partie annulaire de l'orifice de cet élément d'étanchéité, en vue de lui donner la forme du collet cylindrique; la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 mais dans laquelle le poinçon est en cours d'engagement dans l'orifice de l'élément d'étanchéité, en rabattant la partie annulaire qui borde cet orifice; la figure 6 est une vue analogue à la figure 5 mais après que le poinçon a complètement transformé la partie annulaire bordant l'orifice en un collet cylindrique que ce poinçon précomprime, le tube étant alors admis à être attelé à ce poinçon; la figure 7 est une vue analogue à la figure 6 mais dans laquelle le tube attelé au poinçon a été remonté dans le collet cylindrique; ; la figure 8 est une vue analogue à la figure 7, mais après évasement de l'extrémité du tube; la figure 9 est une vue analogue à la figure 3, mais concerne une variante dans laquelle le montage est effectué directement par engagement à force du tube sur l'élément d'é tanchéité la figure 10 montre ce type de montage avant engagement à force du tube sur l'élément d'étanchéité la figure llest une vue analogue à la figure 10 mais après engagement a force du tube dans le collet cylindrique. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 1 à 8, qui concerne, à titre d'exemple non limitatif, une application de l'invention à un radiateur de véhicule automobile qui comporte des tubes montés sur des bottes à eau, on voit ce radiateur en 10 aux figures 1 à 3. Le radiateur 10 (figures 1 à 3) comporte une pluralité de tubes Il dans lesquels circule le fluide. Ces tubes 11 sont munis d'un empilement d'ailettes 12 espacées en formation serrée. A chaque extrémité les tubes 11 sont fixés à une botte, dite botte à eau 13, avec laquelle ces tubes communiquent en 14. Chaque botte à eau 13 est munie d'un raccord 15 pour les besoins de la circulation du fluide dans les tubes 11 munis des ailettes 12, via les bottes à eau 13. Chaque botte à eau 13, comporte une plaque collectrice 16 en matière rigide revêtue d'un élément d'étanchéité 17 consistant en une membrane en matière élastique. La plaque 16 est munie d'une pluralité de trous 18 en nombre égal à celui des tubes 11 c'est-à-dire quatorze dans l'exemple représenté à la figure 2. Chaque trou 18 de la plaque 16 (voir plus particulière- ment figure 3) est muni d'un collet 19 orienté vers l'extérieur de la botte à eau 13. D'une manière analogue, la membrane 17 est munie d'une pluralité de trous 20 en nombre égal à celui des trous 18 de la plaque 16, lui-même égal au nombre de tubes 11, c'est-à- dire quatorze dans l'exemple représenté à la figure 2. Chaque trou 20 de l'élément d'étanchéité 17 est muni d'un collet 21 orienté vers l'extérieur de la botte à eau 13. Dans l'exemple représenté aux figures 1 à 8, l'élément d'étanchéité 17 revêt la plaque collectrice 16 du côté de celle-ci qui est à l'intérieur de la botte à eau 13. L'élé- ment d'étanchéité 17 tapisse étroitement la plaque 16 et chaque collet 21 de l'élément d'étanchéité 17 est emboîté dans un collet correspondant 19 de la plaque 16. Un tube 11 est enfilé par son extrémité correspondante dans le collet 21 de l'élément d'étanchéité 17lui-même embotté dans le collet 19 de la plaque 16. Le tube 11 est de préférence déformé de manière à présenter au moins un évasement 22 au voisinage des collets 19 et 21 emboîtés l'un dans l'autre pour l'assemblage du tube Il et de la plaque 16 et pour l'étanchéité tant entre le tube 11 et l'élément d'étanchéité 17 qu'entre cet élément d'étan- chéité 17 et la plaque 16. Le montage s'effectue de la façon suivante (figures 1 à 8). L'élément d'étanchéité 17 présente initialement, à 1' endroit du trou 18 de la plaque 16, une partie annulaire plane 23 coplanaire avec la plaque 16 et bordant un orifice central préformé 24 coaxial avec le trou 18 de la plaque 17. Comme on le voit à la figure 4, l'orifice 24 a dans l'exemple représenté un diamètre qui est égal à environ la moitié du diamètre du trou 18 de la plaque. Cet orifice 24 est doté d'une lèvre 25 formant un bourrelet annulaire. Ce bourrelet annulaire 25 fait saillie du côté de la face 26 de l'élé- ment d'étanchéité 17 en contact avec la plaque 16. En outre, l'élément d'étanchéité 17 présente à l'endroit du trou 18 de la plaque 16, une surépaisseur 27 qui fait saillie à l'opposé de la face 26 de l'élément d'étanchéité 17. On voit également à la figure 4 que la surépaisseur 27 s'étend dans le prolongement et à l'opposé du collet 19 du trou 18 de la plaque. On voit également sur cette figure 4 que l'élément d'étanchéité 17 revêt la face de la plaque 16 qui est opposée au côté par lequel le tube 11 (figure 4) est enfilé. Avant enfilage du tube 11, un poinçon 28 ayant une ogive 28A et un épaulement 28B (figures 4 à 7) est engagé par son ogive 28A contre la partie annulaire 23 de l'élément d' étanchéité 17 de manière à écarter radialement cette partie annulaire 23 (figure 5) pour lui donner la forme du collet cylindrique 21 en l'appliquant (figure 6) contre la paroi intérieure 29 du collet 19 du trou 18 de la plaque 16 Ce faisant, le bourrelet annulaire 25 est admis à être reçu en butée sur l'extrémité 30 (figure 6) du collet 19 du trou 18 de la plaque 16, ce qui permet un excellent verrouillage. En outre, l'action du poinçon 28 (figures 4 à 6) a pour effet de précomprimer le collet 21 de l'élément d'étanchéité, ceci en vue de permettre un enfilage aisé du tube. Lorsque le poinçon a été complètement engagé dans 1' élément d'étanchéité en formant le collet et en lui imposant la précompression sus-visée (figure 6), on attelle le tube 11 sur le poinçon 28 ainsi qu'on le voit à la figure 6, après quoi le tube Il est remonté comme montré à la figure 7, en prenant la place du poinçon 28. On appréciera que la surépaisseur 27 améliore les conditions d'étanchéité entre le tube et la plaque 16. A la suite de ces opérations, l'évasement 22 est rEa- lisé, par exemple, par enfoncement de l'épaulement 28B du poinçon 28. Il suffit ensuite de retirer ce poinçon 28. Le montage est termine. On appréciera que le montage qui vient d'être décrit s'effectue dans d'excellentes conditions de facilité et ne nécessite pas une grande précision étant donné que l'élément d'étanchéité muni des orifices 24 peut être simplement posé sur la plaque 16 sans précautions particulières. S'il y a un léger décentrage des orifices 24 par rapport aux trous 18, l'action du poinçon 28 qui forme le collet 21 permet de compenser ces légères imprécisions et permet en tout cas un montage extrtemement efficace. On appréciera ainsi que la fabrication d'un radiateur conformément au procédé qui vient d'être décrit peut être effectuée dans des conditions écono- miques et ceci avec la possibilité d'une mécanisation pour une production de grande série. En variante (figures 9 à 11) la disposition est analogue à celle qui vient d'être décrite et les éléments analogues portent les mêmes références mais dotés de l'indice prime. Dans le mode de réalisation représenté aux figures 9 à 11, l'élément d'étanchéité 17' revêt la face de la plaque 16' qui est située du côté par lequel le tube 11' est enfilé. Ce tube 11' est engagé à force dans la partie annulaire 23' de l'élément d'étanchéité 17' et lui donne la forme du collet cylindrique 21' en la serrant contre la paroi intérieure 29' du collet 19' du trou 18' de la plaque 16'. Comme précédemment, la lèvre annulaire 25' permet d excellentes conditions de montage et, en outre, est admise à être reçue sur l'extremité 30' du collet 19' du trou 13' de la plaque 16'. On reconnaît en 27' la surépaisseur qui comme précédemment améliore les conditions d'étanchéité entre le tube 11' et la plaque 16'. On notera qu'à la figure 9 un joint particulier 31 est prévu entre la plaque 16' et la botte à eau 13' alors qu'à la figure 3, cette étanchéité entre la plaque 16 et la botte à eau 13 est obtenue directement par l'élément d'étanchéité lui-même 17. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes d'exécution décrites et représentées mais embrasse toutes variantes dans la réalisation de ses divers éléments et dans ses applications, dans le cadre des revendications. REVENDICATIONS 1) Procédé de montage d'au moins un tube sur une plaque, notamment pour la fabrication d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile, la dite plaque (16) ayant au moins un trou (18) dans lequel le tube (11) est enfilé par une de ses extrémités, un élément d'étanchéité (17) revêtant une des deux faces de la plaque et présentant au moins un collet cylindrique (21) interposé entre le tube et la paroi intérieure du trou de la plaque pour assurer l'étanchéité entre le tube et le plaque, procédé caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité (17) présente initialement à l'endroit du trou (18) de la plaque une partie annulaire plane (23) bordant un orifice central préformé (24) coaxial avec le trou (18) de la plaque (16), et en ce que l'on écarte ensuite radialement cette partie annulaire (23) pour lui donner la forme dudit collet cylindrique (21) et l'appliquer contre la paroi intérieure du trou de la plaque. 2) Procédé suivant la revendication l; caractérisé en ce que l'orifice (24) de l'élément d'étanchéité est doté d'une lèvre formant bourrelet annulaire (25) 3) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ce bourrelet annulaire (25) fait saillie du côté de la plaque revêtue par l'élément d'étanchéité. 4) Procédé suivant la revendication 2 ou la revendication 3, dans lequel le trou (18) de la plaque est muni d'un collet cylindrique (19), caractérisé en ce que ledit bourrelet annulaire (25) est admis à être reçu sur l'extrémité (30) dudit collet (19). 5) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité présente à l'endroit de la partie annulaire 23 une surépaisseur (27) faisant saillie sur la face opposée à la plaque que revêt 1' élément d'étanchéité. 6) Procédé suivant la revendication 5, dans lequel le trou de la plaque est muni d'un collet cylindrique, caractérisé en ce que ladite surépaisseur (27) s'étend dans le pro longement et à l'opposé dudit collet du trou de la plaque. 7) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'élément d'étanchéité revêt la face de la plaque qui est opposée au côté par lequel le tube est enfilé, caractérisé en ce qu'avant enfilage du tube, un poinçon (28) est engagé dans la partie annulaire (23) de 1' élément d'étanchéité en lui donnant la forme de collet cylindrique (21) et place celui-ci contre la paroi intérieure du trou de la plaque. 8) Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que l'on précomprime le collet et en ce que l'on attelle le tube (11) au poinçon (28) et on l'enfile dans ce collet précomprimé. 9) Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le tube est admis à subir un évasement (22), après qu'il a été enfilé dans le collet de l'élément d'étanchéité. 10) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'élément d'étanchéité revit la face de la plaque qui est située du côté par lequel le tube est enfilé, caractérisé en ce que le tube (11') est engagé à force dans la partie annulaire (23') de l'élément d'étanchéité (17') et lui donne la forme de collet cylindrique (21') en le serrant contre la paroi intérieure (29') du trou de la plaque. Il) Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que ledit orifice (24) de l'élément d'étanchéité a un diamètre qui est égal à environ la moitié du diamètre du trou (18) de la plaque. 12) Elément d'étanchéité destiné à revêtir une plaque de fond (16) d'une botte (13), dite botte à eau, sur laquelle est montée, par au moins une extrémité, une pluralité de tubes (11) munis d'ailettes (12), caractérisé en ce qu'il présente une pluralité d'orifices préformés (24) permettant un montage par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10. 13) Radiateur notamment pour véhicule automobile, comportant une pluralité de tubes (11) qui sont munis d'ailettes et dont au moins une extrémité est montée sur une plaque de fond (16) d'une botte (13), dite botte à eau, ladite plaque ayant une face revêtue par l'élément d'étanchéité (17), radiateur caractérisé en ce que chaque tube (11) est monté sur ladite plaque (16) par le procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10.