Brevet FR2681540A1 — publié le 19930326

Procédé de poinçonnage d'une ouverture traversante dans une paroi tubulaire, et paroi tubulaire obtenue L'invention concerne la fabrication des parois tubulaires de boîtes à fluide d'échangeurs de chaleur, et notamment de celles utilisées dans les condenseurs des installations de climatisation de véhicules automobiles Plus particulièrement, l'invention concerne la réalisation dans une paroi tubulaire des ouvertures traversantes destinées à recevoir les extrémités des tubes de circulation de fluide de l'échangeur de chaleur. Un procédé connu pour réaliser une telle ouverture traversante utilise un poinçon présentant une surface extérieure cylindrique terminée par une arête coupante, le poinçon étant déplacé dans la direction des génératrices de sa surface cylindrique par rapport à la paroi tubulaire de façon que l'arête coupante vienne en contact avec celle-ci par l'extérieur et traverse son épaisseur en formant l'ouverture, la surface périphérique de cette dernière étant entièrement en contact, à la fin de la course du poinçon, avec la surface cylindrique de celui-ci. Ce procédé conduit à une ouverture traversante dont la surface périphérique est cylindrique et se raccorde à la face externe de la paroi tubulaire, dans ses parties les plus éloignées du plan axial de la paroi tubulaire parallèle aux génératrices de la surface cylindrique du poinçon, selon un angle aigu Cet angle de raccordement aigu définit une arête coupante qui, lors de l'insertion de l'extrémité du tube dans l'ouverture, arrachera un copeau sur celui-ci s'il n'est pas parfaitement aligné avec l'ouverture, ce risque étant d'autant plus grand que le nombre de tubes à mettre en place simultanément est plus élevé. Le but de l'invention est de remédier à cet inconvénient. Selon l'invention, dans un procédé tel que défini ci-dessus, ladite surface cylindrique se raccorde, à l'opposé de l'arête coupante, sur une partie au moins de son périmètre, à une portion de surface du poinçon inclinée vers l'extérieur à partir de la surface cylindrique, et, à la fin de la course de travail du poinçon, la portion de surface inclinée vient déformer la paroi tubulaire de façon à évaser l'ouverture Cet évasement de l'ouverture assure un centrage de l'extrémité du tube et son introduction facile et sans détérioration dans l'ouverture. De préférence, dans la position de fin de course du poinçon, la portion de surface inclinée est en contact avec une portion évasée de la surface périphérique de l'ouverture adjacente à la surface externe de la paroi tubulaire, tandis que la surface cylindrique du poinçon, dans ladite partie de son périmètre, est en contact avec une portion cylindrique de la surface périphéri- que de l'ouverture adjacente à la surface interne de la paroi tubulaire Ainsi, le tube est d'abord centré par la portion extérieure évasée de la surface de l'ouverture, puis guidé avec un jeu minimal par la portion cylindrique intérieure de cette surface. Dans le cas o l'ouverture et la section transversale de la surface cylindrique du poinçon sont allongées dans la direction circonférentielle de la paroi tubulaire, deux portions de surfaces inclinées sont avantageusement prévues, adjacentes respectivement aux deux extrémités de la section transversale de la surface cylindrique C'est en effet au niveau de ces deux extrémités que l'angle de raccordement de la surface cylindrique de l'ouverture, en l'absence d'évasement, et de la face externe de la paroi tubulaire serait le plus aigu De plus, le centrage du tube aux deux extrémités de sa section transversale allongée suffit pour assurer son positionnement complet. L'invention vise également une paroi tubulaire pour boîte à fluide d'échangeur de chaleur telle qu'on peut l'obtenir par le procédé défini ci-dessus, comportant des ouvertures traversantes allongées dans sa direction circonférentielle et dont la surface périphérique présente, dans les régions d'extrémités des ouvertures, une portion évasée vers l'extérieur et s'étendant à partir de la face externe de la paroi tubulaire sur une fraction au moins de l'épaisseur de celle-ci. Dans le cas o la portion évasée ne s'étend que sur une fraction de l'épaisseur de la paroi, elle peut se raccorder, dans lesdites régions d'extrémités, à une portion de surface cylindrique s'étendant sur la fraction restante et par conséquent adjacente à la face interne de la paroi tubulaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressorti- ront de la description détaillée donnée ci-après d'un exemple de réalisation, et des dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe axiale d'une paroi tubulaire de boîte à fluide montrant deux phases successives du procédé selon l'invention; la figure 2 est une vue partielle de côté dans la seconde de ces phases, la paroi tubulaire étant repésentée en coupe axiale; et la figure 3 est une vue partielle en élévation de cette même paroi tubulaire montrant un tube de circulation introduit dans l'ouverture terminée. La figure 1 montre la réalisation d'une ouverture traversante dans la paroi tubulaire 1 d'une boîte à fluide d'échangeur de chaleur au moyen d'un poinçon 2 présentant une surface extérieure cylindrique 3 se raccordant à une extrémité à une partie rétrécie 4 définissant une arête coupante Le poinçon est déplacé par rapport à la paroi 1 dans le sens de la flèche F, parallèlement aux génératrices de la surface cylindrique 3 Dans la moitié gauche de la figure 1, l'arête 4 a essentiellement traversé l'épaisseur de la paroi 1 et formé une ouverture 5 dont la surface périphérique 6, dans sa région adjacente à la face externe 7 de la paroi 1, est cylindrique et en contact avec la surface extérieure cylindrique 3 du poinçon Cette surface cy- lindrique 6 se raccorde à la face 7, dans les régions les plus éloignées du plan axial P de la paroi 1 parallèle à la flèche F, selon un angle aigu de faible valeur Si le mouvement d'avance du poinçon était arrêté à ce stade, comme c'est le cas dans le procédé connu, l'arête définie par cet angle aigu risquerait de détériorer le tube qui sera ultérieurement présenté pour pénétrer dans l'ouverture, et même d'empêcher son introduction. Selon l'invention, la surface cylindrique 3 du poinçon 2 se raccorde, à l'opposé de l'arête 4, à une portion de surface 8 inclinée vers l'extérieur à partir de la surface cylindrique 3. A la fin de la course de travail du poinçon, comme montré dans la moitié droite de la figure 1, cette portion de surface inclinée 8 vient déformer la paroi tubulaire de façon à évaser l'ouverture, qui est allongée dans la direction circonférentielle de la paroi tubulaire, au voisinage de ses deux extrémités La portion de surface inclinée 8 est alors en contact avec des portions évasées 6 a de la surface périphérique de l'ouverture adjacentes à la face externe 7 de la paroi tubulaire, tandis que la surface cylindrique 3 du poinçon est en contact avec des portions cylindriques 6 b de la surface périphérique de l'ouver- ture, également au voisinage des extrémités de celle-ci, adjacentes à la surface interne 9 de la paroi 1 En revanche, comme montré à la figure 2, dans la région du plan P o la pénétration de l'arête 4 du poinçon forme dans la paroi 1 une dépression 10 dans laquelle la face externe 7 est inclinée par rapport à l'axe longitudinal 11 de la paroi tubulaire, seule la surface cylindrique 3 vient en contact avec la surface périphéri- que de l'ouverture 5, définissant pour celle-ci deux portions de surface 6 c qui s'étendent dans des plans perpendiculaires à l'axe de la paroi tubulaire 1, sur toute l'épaisseur de celle-ci Ces portions de surface 6 c se raccordent à la face externe 7 selon un angle obtus, de sorte que le centrage du tube dans la direction de l'axe 11 est assuré Il n'est donc pas utile que la portion de surface inclinée 8 du poinçon s'étende sur tout le périmètre de celui-ci Elle est donc limitée à deux portions séparées dans les régions les plus éloignées du plan P. Les portions de surface évasées 6 a, dont l'étendue est limitée aussi bien dans la direction de l'épaisseur de la paroi 1, comme montré à la figure 1, que dans la direction circonférentielle de l'ouverture 5, comme montré aux figures 2 et 3, assurent un centrage de l'extrémité du tube 12 dans la direction perpendicu- laire au plan P et une introduction facile de celle-ci dans l'ouverture, les portions de surface cylindriques 6 b et 6 c main- tenant avec précision le positionnement final du tube. Revendications. 1 Procédé de réalisation d'une ouverture traversante ( 6) dans une paroi tubulaire ( 1) de boîte à fluide d'un échangeur de chaleur au moyen d'un poinçon ( 2) présentant une surface exté- rieure cylindrique ( 3) terminée par une arête coupante ( 4), le poinçon étant déplacé dans la direction (F) des génératrices de sa surface cylindrique par rapport à la paroi tubulaire de façon que l'arête coupante vienne en contact avec celle-ci par l'extérieur et traverse son épaisseur en formant l'ouverture, caractérisé en ce que ladite surface cylindrique se raccorde, à l'opposé de l'arête coupante, sur une partie au moins de son périmètre, à une portion de surface ( 8) du poinçon inclinée vers l'extérieur à partir de la surface cylindrique, et en ce que, à la fin de la course de travail du poinçon, la portion de surface inclinée vient déformer la paroi tubulaire de façon à évaser l'ouverture. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans la position de fin de course du poinçon, la portion de surface inclinée est en contact avec une portion évasée ( 6 a) de la surface périphérique de l'ouverture adjacente à la face externe ( 7) de la paroi tubulaire, tandis que la surface cylindrique du poinçon, dans ladite partie de son périmètre, est au contact avec une portion cylindrique ( 6 b) de la surface périphérique de l'ouverture adjacente à la face interne ( 9) de la paroi tubulai- re. 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'ouverture et la section transversale de la surface cylindrique du poinçon sont allongées dans la direction circonfé- rentielle de la paroi tubulaire, et que deux portions de surface inclinées ( 8) sont prévues, adjacentes respectivement aux deux extrémités de la section transversale de la surface cylindrique. 4 Paroi tubulaire ( 1) pour boîte à fluide d'échangeur de chaleur telle qu'on peut l'obtenir par le procédé selon l'une des revendications précédentes, comportant des ouvertures traversan- tes allongées dans sa direction circonférentielle et dont la surface périphérique présente, dans les régions d'extrémités des ouvertures, une portion ( 6 a) évasée vers l'extérieur et s'éten- dant à partir de la face externe ( 7) de la paroi tubulaire sur une fraction au moins de l'épaisseur de celle-ci. Paroi selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite portion ( 6 a) évasée se raccorde, dans lesdites régions d'extrémi- tés, à une portion de surface cylindrique ( 6 b) s'étendant sur la fraction restante de l'épaisseur de la paroi.