Brevet FR2572797A1 — publié le 19860509

L'invention concerne un radiateur, notamment pour l'installation de refroidissement d'un moteur à combustion d'un véhicule automobile, comprenant des tubes plats, une boite à eau divisée en deux-chambres par une séparation, une tubulure d'entrée se raccordant à l'une des chambres et une tubulure de sortie à l'autre. Les radiateurs du genre cité au début, qui sont fréquemment utilisés en qualité de radiateurs dits à écoulement transversal, et dans lesquels les tubes plats s'étendent horizontalement et sont encastrés, à l'extré- mité qui est à l'opposé de la boite à eau munie de la tubulure d'entrée et de la tubulure-de sortie, dans une autre boîte à eau dans laquelle se produit le changement de direction du courant d'eau de refroidissement. L'invention vise à donner à un radiateur du genre cité une configuration telle qu'on obtienne une puissance de refroidissement améliorée sans que la dépense de fabrication ne soit augmentée. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que les tubes plats sont fermés à leur extrémité qui est à l'opposé de la boîte à eau et renferment chacun une cloison qui est disposée dans le prolongement de la séparation de la boite à eau et qui est interrompue à une certaine distance de l'extrémité fermée de chaque tube plat. Avec cette forme de réalisation, on peut se dispenser d'une deuxième boite à eau. Le liquide de refroidissement, en particulier l'eau de refroidissement, s'écoule dans un sens et revient en sens inverse à l'inté- rieur du même tube plat. La suppression de la deuxième boite à eau apporte l'avantage consistant en ce que la surface de refroidissement peut être agrandie de la place normalement demandée par une telle deuxième boite à eau, de sorte que la capacité de refroidissement du radiateur est améliorée, en particulier en marche rapide. Par ailleurs, on obtient un fonctionnement à courants croi- sés qui accroît la puissance spécifique du circuit. Selon une autre caractéristique de l'invention, les extrémités des tubes plats sont tenues au moyen d'un fond d'extrémité commun. Un tel fond terminal suffit pour obtenir une solidité suffisante sans exiger de place notable. Selon une autre forme de réalisation de l'in- vention, les extrémités des tubes plats sont fermées à joint étanche au moyen du fond d'extrémité. De cette façon, on donne au fond d'extrémité, en supplément de sa fonction de renforcement, également une fonction de fermeture étanche pour le radiateur. Dans cette cons- truction, il est avantageux que le fond d'extrémité soit muni de moulures dans lesquelles les extrémités des tubes plats sont encastrées. On obtient de cette façon un mode simple d'orientation des tubes plats, qui permet en outre une fixation sûre et, en même temps une fermeture étanche. Selon une autre caractéristique de l'invention, les cloisons sont brasées dans les tubes plats. Pour maintenir largement les brasures à l'abri des sollicita- tions mécaniques, il est avantageux que les cloisons soient appuyées contre des butées, au minimum dans la direction longitudinale des tubes plats. Selon une autre caractéristique de l'invention, les cloisons présentent un contour extérieur profilé. De cette façon, les cloisons sont d'une configuration telle qu'elles se comportent comme des générateurs de turbu- lence et contribuent ainsi à l'amélioration de la transmission de chaleur interne. Cette caractéristique accroît elle aussi la puissance de refroidissement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description, donnée ci- après, de la forme de réalisation représentée sur le dessin. Sur ce dessin: 5. La Figure 1 représente un radiateur réalisé conformément à l'invention et qui est utilisé comme radiateur à écoulement transversal; La Figure 2 est une coupe horizontale du radiateur de la Figure 1, prise dans la région de l'un des tubes plats, qui sont brasés, ou fermés à joint étanche et fixes au moyen d'une colle, dans un fond d'extrémité muni de moulures; La Figure 3 est une coupe d'une première forme de réalisation des tubes plats; - 15. La Figure 4 est une vue de dessus du tube plat de la Figure 3; La Figure 5 est une coupe partielle d'un radiateur selon l'invention, prise dans la région d'un fond d'extrémité, avec des tubes plats écrasés et brasés aux extrémités et fixés au fond d'extrémité; La Figure 6 est une coupe partielle d'une autre forme de réalisation d'un radiateur selon l'in- vention dans lequel les extrémités des tubes qui doivent être obturées sont fixées à un fond d'extrémité de la même façon que dans une boite à eau; La Figure 7 est une vue en bout d'une autre forme de réalisation d'un tube plat présentant un pli qui sert de cloison; La Figure 8 est une vue en perspective et partiellement arraché du tube plat de la Figure 7, prise dans la région de l'extrémité à obturer; La Figure 9 est une vue en bout d'une autre forme de réalisation d'un tube plat muni d'une garniture de turbulence qui forme une cloison; La Figure 10 est une coupe partielle prise selon la ligne X-X de la Figure 9; et La Figure 11 est une vue en perspective, partiellement arrachée d'une forme de réalisation analogue à celle des Figures 9 et 10. Le radiateur à écoulement transversal repré- senté schématiquement sur la Figure 1 comprend un grand nombre de tubes plats 1 disposés les uns au-dessus des autres en une rangée. Les extrémités des tubes plats 1 sont encastrées dans des collets 14 d'un fond tubulaire de manière à se terminer à l'affleurement de la paroi interne du fond tubulaire. Les tubes plats 1 sont soudés ou brasés dans les collets 14. Sur le fond tubulaire 1, est monté, par roulage de son bord extérieur, une-boite à eau 2 fabriquée de préférence en matière plastique, qui est munie d'une tubulure d'entrée 6 et d'une tubu- lure de sortie 7. Entre le fond tubulaire et la boite à eau, est encastré un profilé d'étanchéité circonféren- tiel 12. La boite à eau 2 est divisée en deux chambres parallèles 4 et 5 par une séparation 3 s'étendant dans la direction verticale, la tubulure d'entrée 6 se raccordant, par exemple, à la chambre 4, dans la région d'une paroi extérieure tandis que la tubulure de sortie 7 se raccorde à la chambre 5, dans la région de la sépa- ration 3. Dans chacun des tubes plats 1, dont les petits côtés sont orientés verticalement, est logée une cloison 8, orientée verticalement, toutes les cloisons étant alignées dans le prolongement de la séparation 3 de la boite à eau 2. Les extrémités des cloisons 8 se termi- nent à l'affleurement des extrémités des tubes plats 1 qui sont dirigées vers la boîte à eau 2, c'est-à-dire qu'elles s'étendent jusqu'au niveau de la surface interne du fond tubulaire qui est dirigée vers la boîte à eau 2. Entre la séparation 3 et les cloisons 8, est interposé un profilé d'étanchéité 13 qui est de préférence d'une seule pièce avec le profilé d'étanchéité 12 et qui est réuni au profilé d'étanchéité circonférentiel 12 par des voiles. Les cloisons 8 se terminent à une certaine distance en retrait des extrémités des tubes plats 1 qui sont à l'opposé de la boite à eau 2, en ménageant un espacement d'environ 30 mm. Les extrémités des tubes plats 1 qui sont à l'opposé de la boite à eau 2 sont fermées à joint étanche, de sorte que la circulation d'eau, indiqué par les flèches, se produit, à l'intérieur de chacun des tubes plats 1 dans la chambre 4, le long du tube plat 1 jusqu'à la chambre 5 de la botte à eau. Chacune des moi- tiés des tubes plats est respectivement en communication avec l'une des chambres 4 et 5. Les extrémités des tubes plats 1 qui sont à l'opposé de la boite à eau 2 sont portées par un fond d'extrémité commun 9. Ainsi qu'on le voit sur la Figure 2, ce fond d'extrémité 9 peut également être utilisé en même temps pour fermer les extrémités des tubes plats 1 à joint étanche. Le fond d'extrémité 9 est muni de moulures 10 adaptées à la section des tubes plats 1 et qui présentent des parois qui se rétrécissent et dans lesquelles les extrémités des tubes plats 1 sont encastrées. L'assemblage entre les extrémités des tubes plats 1 et le fond d'extré- mité 9 s'effectue avantageusement par brasage, ainsi qu'on l'a représenté dans la moitié supérieure de la Figure 1. A cet effet, les tubes plats 1 et/ou la région du fond d'extrémité 9, qui est dirigée vers les tubes plats 1 est revêtue de brasure. En supplément, à la différence de la forme de réalisation de la Figure 2, on peut 257279? prévoir de fermer à joint étanche par la coulée d'une pâte de silicone la région dans laquelle les tubes plats 1 sont encastrés dans les moulures 10. En variante, par rapport à cette forme de réalisation, et comme on l'a représenté dans la moitié inférieure de la Figure 1, on coule dans les moulures 10 une pâte adhésive durcissable, en particulier, une résine époxy, dans laquelle on plonge ensuite les extrémités des tubes plats 1. La masse adhé- sive durcissable forme alors aux extrémités des tubes plats 1 une sorte de bouchon et établit en même temps un assemblage collé entre ces tubes et le fond d'extré- mité 9. Ainsi qu'on peut le voir sur la Figure 1, des ailettes de guidagede l'air 15 sont agencées en inter- position entre les tubes plats 1 superposés en une rangée verticale. Le radiateur est recouvert, sur sa face supérieure et sur sa face inférieure, par des profilés d'extrémité 16 et 17 qui sont avantageusement assemblés, d'une part, au fond tubulaire 11 et, d'autre part, au fond d'extrémité 9. Dans la forme de réalisation selon les Figures 1 et 2, les cloisons 8 sont constituées par des tôles lisses qui sont emmanchées dans les tubes plats et brasées dans ces derniers. Ici également, il est avantageux de revêtir les tubes plats 1 et/ou les cloisons 8 de brasure. Dans la forme de réalisation selon les Figures 3 et 4, dans le tube plat, est emmanchée, en qualité de cloison 8, une bande profilée revêtue de brasure sur les deux faces et qui est soudée au côté supérieur et au côté inférieur du tube plat 1. Pour décharger les joints brasés établis entre les cloisons 8 et les tubes plats 1 des efforts, dans la forme de réalisation de la Figure 4, une moulure 30 est emboutie -sur au moins une face du tube plat 1 et sert de butée limitatrice. Dans une autre forme de réalisation, on prévoit trois moulures 30, 30a et 30b qui sont constituées par des emboutis ponctuels et qui positionnent la cloison 8 dans la direction axiale aussi bien que latéralement. Dans la forme de réalisation selon la Figure 5, les extrémités 18 des tubes plats 1 sont écrasées et brasées. Les tubes i sont avantageusement revêtus de brasure sur les deux faces, de sorte que cet assemblage peut s'effectuer en une seule passe de travail dans un four. Ainsi qu'on peut le voir également sur la Figure 5, les extrémités 18 des tubes plats sont emmanchées à tra- vers un fond d'extrémité 9 muni d'ouvertures correspon- dantes et sont rabattues à l'extérieur de ce fond d'ex- trémité 9. Etant donné que les tubes plats 1 sont revêtus de brasure sur les deux faces, on obtient également, simultanément avec le brasage, l'assemblage avec le fond d'extrémité 9. Dans la forme de réalisation selon la Figure 6, il est prévu une fermeture étanche sans brasure des extré- mités des tubes plats 1 qui sont à l'opposé de la boîte à eau 2. Les extrémités des tubes plats sont emmanchées dans des collets 20 d'un fond tubulaire et brasées sur ce fond. Le fond tubulaire 19 est retourné autour du bord du fond d'extrémité 9', présentant la forme d'une coquille et réalisé en matière plastique, et il est assemblé à ce dernier par un bord roulé 22. Entre le fond tubulaire 19 et le bord du fond d'extrémité 9', est interposé un pro- filé d'étanchéité 21. Comme on peut le voir sur la Figure 6, les tubes plats 1 se terminent à une petite distance en retrait du fond d'extrémité 9'. Sur les Figures 7 et 8, on a représenté une autre forme de réalisation d'un tube plat 1 qui est approprié pour un radiateur selon l'invention. Ce tube plat 1 pos- sède, comme cloison 8, un pli 23 disposé en position centrale et qui s'étend d'une paroi du tube plat jusqu'à l'autre paroi de ce tube. Egalement dans cette forme de réalisation, le tube plat est avantageusement revêtu de brasure sur les deux faces, de sorte que, lors de l'as- semblage du radiateur, on obtient en même temps la séparation étanche entre les deux chambres formées dans les tubes plats 1. Dans la région des extrémités qui doivent être obturées selon l'un des modes exposés plus haut, les plis 23 sont rabattus, sur une certaine région 24, parallèlement à la paroi des tubes sur laquelle ils font saillie. De cette façon, on obtient une section suffisante sur laquelle peut se.produire l'écoulement. Dans la forme de réalisation selon les Figures 9 et 10, dans un tube plat, est encastré un profilé 25 qui, d'une part, forme la cloison centrale 8 et, d'autre part, sert de garniture de turbulence. Le profilé 25, qui est revêtu de brasure sur les deux faces, possède une nervure centrale 26 s'étendant dans la direction longitudinale, qui forme la cloison entre les deux chambres des tubes plats 1. Latéralement, le profilé est limité par deux autres nervures longitudinales 27 et 28 qui peuvent être embouties dans le même sens que la nervure 26 (Figure 9), ou dans le sens inverse (Figure 11). Entre les nervures 27 et 26 de même qu'entre les nervures 26 et 28, il subsiste des voiles transversaux qui sont disposés à un angle d'environ 45 . Dans ces voiles transversaux sont embouties des nervures 29, qui font saillie dans le profil de l'écoulement et qui servent de générateurs de turbulence. Un tel profilé 25, qui sert simultanément de cloison 8 pour les tubes plats et de garniture de turbulence, peut être embouti en tôle d'une façon simple. REVENDICATIONS 1. Radiateur, notamment pour l'installation de refroidissement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile, comprenant des tubes plats et une boîte à eau divisée en deux chambres par une séparation, une tubulure d'entrée se raccordant à une des chambres et une tubulure de sortie à l'autre chambre, caractérisé en ce que les tubes plats (1) sont obturés à leur extré- mité qui est à l'opposé de la boîte à.eau (2) et renferment chacun une cloison (8) qui est disposée dans le prolon- gement de la séparation (3) de la boîte à eau (2) et qui est interrompue à une certaine distance de l'extrémité fermée de ce tube (1). 2. Radiateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités fermées des tubes plats (1) sont fixées au moyen d'un fond d'extrémité (9). 3. Radiateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités des tubes plats (1) sont fermées à joint étanche au moyen du fond d'extrémité (9). 4. Radiateur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le fond d'extrémité (9) est muni de moulures (10) dans lesquelles les extrémités des tubes plats (1) sont encastrées. 5. Radiateur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les extrémités des tubes plats (1) sont assemblées au fond d'extrémité (9) à joint étanche par brasage (soudage). 6. Radiateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les extrémités des tubes plats (1) sont plongées dans une substance adhésive durcissable disposée dans les moulures (10). 7. Radiateur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 4, caractérisé en ce que les extrémités (18) des tubes plats (1) qui sont à l'opposé de la boîte à eau (2) sont écrasées et fermées à joint étanche par de la brasure ou de la soudure. 8. Radiateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les extrémités (18) des tubes plats (1) qui sont à l'opposé de la boîte à eau (2) sont emmanchées à travers des ouvertures du fond d'extrémité (9) et rabattues à l'extérieur du fond d'extrémité et, de préférence, fixées à ce fond. 9. Radiateur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que les extrémités des tubes plats (1) qui sont à l'opposé de la boîte à eau (2) sont encastrées dans un fond tubulaire (19) qui est fixé à joint étanche au fond de fermeture (9), lequel est de préférence fabriqué en matière plastique. 10. Radiateur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme cloison (8) des plis (23) formés dans les tubes plats (1). 11. Radiateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les plis (23) sont rabattus parallèlement à l'une des parois des tubes plats (1) dans la région de l'extrémité fermée de ces tubes. 12. Radiateur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 9, caractérisé en ce que les cloisons (8) sont brasées ou soudées dans les tubes plats (1). 13. Radiateur selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 12, caractérisé en ce que les cloisons (8) sont appuyées contre des butées (30, 30a, 30b), au moins dans la direction longitudinale des tubes plats (1). 14. Radiateur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 13, caractérisé en ce que les cloisons (8) sont des parties constitutives de profilés (25) logés dans les tubes plats (1) et qui sont munis, en dehors des cloisons, de reliefs (29) qui forment des générateurs de turbulence. 15. Radiateur selon la revendication 14, caractérisé en ce que les profilés (25) sont constitués par des bandes de tôle dans lesquelles sont embouties, d'une part, une nervure centrale (26) s'étendant dans la direction longitudinale et constituant la cloison (8) et des nervures transversales (29) qui s'étendent sensiblement transversallement à la direction de l'écoulement.