Brevet FR2740366A1 — publié le 19970430

i L'invention se rapporte à un ensemble se composant d'un plateau tubulaire, faisant partie en particulier d'un réfrigérant, et d'au moins un tube, dont une extrémité passe dans un trou du plateau dans lequel il est fixé par élargissement radial, éventuellement avec interposition d'une matière élastique d'étanchéité, et qui comporte un arrêt qui en interdit l'arrachement et qui est perpendiculaire à son axe de symétrie. Un tel ensemble est décrit par exemple dans EP 0 567 410 A1. Dans cet ensemble, une déformation en forme de suage, qui est prévue sur le côté du plateau tubulaire qui est à l'opposé de l'extrémité du tube, constitue une butée dans le sens d'enfilement de cette extrémité dans le trou. L'autre côté intérieur de l'extrémité du tube qui débouche dans le plateau tubulaire est élargi à l'extrémité en tulipe afin de l'empêcher de pouvoir être arraché du trou. L'exécution de cet élargissement provoque de forts étirages et de grandes tensions qui élèvent fortement le risque de formation de criques dans le côté extrême du tube. Des dénommées crevasses de tulipe provoquent des fuites soit dès la réalisation de l'assemblage, soit à l'utilisation ultérieure lors de l'apparition d'efforts thermiques et/ou mécaniques. DE 40 28 233 A1 décrit un ensemble tel que spécifié en préambule et qui a la forme d'un échangeur de chaleur. L'extrémité du tube qui passe dans le trou du plateau tubulaire n'est pas fixée par élargissement du siège d'étanchéité, mais par le fait que le trou présente une grande section étagée sur le côté du plateau qui est tourné vers l'extrémité du tube et ensuite une déformation de l'extrémité du tube présentant une forme de suage analogue à un collet annulaire est réalisée à l'aide d'un outil coûteux de serrage par refoulement de cette extrémité du tube. La déformation en forme de suage qui est orientée radialement forme d'une part une butée axiale et garantit d'autre part un assujettissement radial ou un serrage du tube dans le trou. Il est toutefois nécessaire de réaliser un trou étagé dans le plateau tubulaire pour la réalisation de cet assemblage connu et il faut un outil de serrage qui est relativement coûteux. Le tube ne se fixe pas dans le trou par une surface formée de la totalité de son enveloppe, car il ne se produit un serrage que dans la zone de la déformation en forme de suage, ce qui peut ne pas être souhaitable dans certaines applications. Par ailleurs, il faut une pièce rapportée auxiliaire ayant la forme d'un anneau. L'invention a donc certes pour objet d'améliorer un ensemble d'un plateau tubulaire et d'un tube du type tel que spécifié en préambule de manière à réduire le risque de formation de criques à l'extrémité du tube, mais également d'élever la sécurité pour éviter que le tube puisse être arraché du plateau, l'assemblage devant par ailleurs pouvoir être réalisé à bon marché. L'invention se rapporte par ailleurs à un procédé ainsi qu'à un outil de réalisation de l'ensemble amélioré. Selon une particularité essentielle de l'invention, l'arrêt interdisant l'arrachement est formé d'un suage du type d'un collet annulaire qui est réalisé dans la région de l'extrémité du tube et qui prend appui contre le côté du plateau tubulaire qui est tourné vers cette extrémité. Le tube élargi dans le trou sur la totalité de son enveloppe et donc fixé par une surface à ajustement serré dans ce trou du plateau tubulaire est tenu fiablement et il est insensible aux couples de renversement. L'ensemble selon l'invention offre une grande sécurité évitant au tube d'être arraché du plateau. Par rapport aux modes de réalisation connus dans lesquels l'extrémité du tube est élargie en tulipe, l'ensemble selon l'invention présente un recouvrement de la surface libre de la section du trou par le tube qui est agrandi d'un facteur de 15. Par ailleurs, plus aucune crique partant du côté extrême du tube n'apparaît, car il est possible de renoncer avantageusement à un élargissement de l'extrémité du tube en forme de tulipe. Ceci représente aussi une autre simplification du processus de fabrication et en particulier lorsque des formes transversales elliptiques sont réalisées avec un rapport de diamètres d'environ 2 jusqu'à 2,5 à 1. Il est aussi possible de prévoir des modes de réalisation de l'ensemble selon l'invention dans lesquels le suage forme la transition avec un tronçon d'extrémité du tube qui constitue un côté extrême cylindrique ou dans lesquels un côté du suage lui-même qui est transversal par rapport à l'axe de symétrie du tube forme le côté extrême du bout du tube. Suivant un mode de réalisation avantageux de l'ensemble selon l'invention, le suage présente un diamètre extérieur, considéré dans la direction de l'axe de symétrie du tube, qui produit un recouvrement de 0, 3 à 1 mm, de préférence de 0,5 à 1 mm pour un diamètre approximatif du trou du plateau tubulaire de 8 à 11 mm. L'invention a par ailleurs pour objet d'apporter un procédé de fabrication d'un ensemble selon l'invention qui se caractérise en ce que l'extrémité du tube s'enfile dans le trou du plateau tubulaire, en ce que le suage se réalise par refoulement de l'extrémité du tube et l'élargissement du siège d'étanchéité est produit par enfoncement d'un mandrin élargisseur dans le trou du tube par le côté de l'extrémité et plus particulièrement avant, pendant ou après le refoulement de l'extrémité du tube. Suivant une variante avantageuse du procédé, le refoulement de l'extrémité du tube et l'élargissement du siège d'étanchéité sont réalisés de manière que l'élargissement d'un tronçon d'extrémité du tube prescrive la position du suage à réaliser, cette position étant définie à la transition du tronçon élargi d'extrémité du tube à la partie de ce tube qui n'est pas encore élargie. Il ne s'agit pas, dans le cas de cet élargissement assurant un centrage simultané du tronçon d'extrémité du tube, d'un fort élargissement en tulipe qui est nécessaire dans l'art antérieur pour la formation d'une sécurité contre l'arrachement, bien au contraire il correspond à l'élargissement du siège d'étanchéité ou il est inférieur à celui-ci. Le centrage ou l'élargissement du tronçon d'extrémité du tube est réalisé avantageusement par une partie antérieure du mandrin utilisé pour l'élargissement du siège d'étanchéité. Il est donc possible d'utiliser un seul et même outil. L'outil selon l'invention qui est destiné à la réalisation de l'ensemble selon l'invention d'un plateau tubulaire et d'un tube se caractérise en ce qu'il consiste en un mandrin élargisseur et en une plaque ou un manchon de refoulement qui sont montés l'un dans l'autre et par le fait que la plaque ou le manchon de refoulement est concentrique au mandrin et qu'il est déplaçable sur celui-ci de façon que ce mandrin puisse être introduit dans le trou du tube par le côté de l'extrémité et que la plaque ou le manchon de refoulement destiné à produire le suage soit déplaçable contre le côté extrême du bout du tube. L'outil selon l'invention permet de réaliser le suage avant, pendant ou après l'élargissement du siège d'étanchéité du tube. Il est possible de centrer l'extrémité du tube au moyen d'une partie antérieure du mandrin élargisseur et il est possible de réaliser ensuite le suage par refoulement de l'extrémité du tube sans qu'il soit nécessaire d'enlever le mandrin utilisé pour le centrage. A l'achèvement du refoulement, ce mandrin peut bien au contraire continuer d'être avancé jusqu'à un point extrême auquel l'élargissement du siège d'étanchéité est obtenu. Lorsque les forces transmises par le mandrin élargisseur et la plaque ou le manchon de refoulement sont indépendantes, ce dernier peut demeurer sur l'extrémité du tube à la fin du refoulement ou peut être mis en retrait vers la position initiale avant l'exécution de l'élargissement du siège d'étanchéité. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation des étapes successives de réalisation d'un ensemble selon l'invention et la figure 2 représente une variante de réalisation de l'ensemble selon l'invention. La figure 1 représente différentes étapes successives du procédé de réalisation d'un assemblage d'un tube et d'un plateau portant la référence globale 2 au moyen d'un outil portant la référence 4. L'assemblage du tube et du plateau comprend un plateau tubulaire 6, par exemple d'une boîte à eau ou d'un réfrigérant ou analogue. Un trou de traversée 8 réalisé dans le plateau tubulaire 6 est délimité par un collet cylindrique 10. Une extrémité 12 d'un tube 16 portant des ailettes d'échange de chaleur 14 est enfilée dans le trou 8, une garniture d'étanchéité 18 en matière élastique, qui passe dans le trou 8, étant prévue sur le côté supérieur, dans la représentation de la figure 1, du plateau 6 et étant en appui extérieurement contre le tube 16. A l'étape 0 du procédé que représente la figure 1, le tube 16 n'est pas encore fixé dans le trou du plateau et l'outil de serrage 4 se trouve en position initiale. L'outil 4 comprend un mandrin élargisseur en forme de tige sur laquelle un manchon de refoulement 22 est déplaçable en direction axiale. Le mandrin 20 comprend une partie antérieure légèrement conique 24 de centrage de l'extrémité 12 du tube. Cette partie antérieure forme la transition avec une partie cylindrique d'appui 26 à laquelle fait suite une partie 28 de diamètre extérieur croissant qui est destinée à l'élargissement du siège d'étanchéité du tube 16. L'outil 4 est amené dans l'extrémité 12 du tube pour son centrage, puis le mandrin 20 est introduit dans le trou 30 de cette extrémité 12 du tube. Celle-ci est alors élargie dans une zone 32. A l'étape 2 que représente la figure 1, le manchon de refoulement 22 est déplacé vers le trou 8 du plateau et donc la partie 32 de l'extrémité du tube subit une déformation vers l'extérieur et en particulier un suage annulaire 34 est formé. De plus, le mandrin 20 est également déplacé à l'étape 2 légèrement davantage vers le trou 8 du plateau. A la fin de la formation du suage, le manchon de refoulement 32 peut être ramené comme montré en 3 à sa position initiale de l'étape 0 ou il peut demeurer comme montré en 4 sur le côté extrême 36 du bout 12 du tube lorsque le mandrin 20 d'élargissement du siège d'étanchéité est amené à la position extrême représentée à cette étape 4. A cette position, le tube 16 est repoussé sur la totalité de la partie de son enveloppe située à l'intérieur du trou 8 contre le collet 10 et contre la garniture d'étanchéité et il est tenu à ajustement serré. Le suage 34 forme un recouvrement du trou libre du plateau tubulaire 6 et assure donc une grande sécurité contre l'arrachement du tube 16 hors du plateau tubulaire 6. Finalement, la figure 2 représente une variante de réalisation de l'ensemble 2 dans laquelle, à la différence de la figure 1, le bout 12 du tube ne comporte aucune partie d'extrémité 40 orientée dans la direction de la longueur, mais le côté extrême 42 du bout 12 du tube est formé d'un côté 34' du suage qui est perpendiculaire à l'axe de symétrie du tube. REVENDICATIONS 1. Ensemble (2) formé d'un plateau tubulaire (6), faisant partie en particulier d'un réfrigérant, et d'au moins un tube (16), dont une extrémité (12) passe dans un trou (8) de ce plateau (6) dans lequel il est fixé par élargissement radial, éventuellement avec interposition d'une matière élastique d'étanchéité, et qui présente un arrêt qui en interdit l'arrachement et qui est perpendiculaire à son axe de symétrie, caractérisé en ce que l'arrêt interdisant l'arrachement est formé d'un suage (34) en forme de collet annulaire qui est réalisé dans la région de l'extrémité du tube et qui prend appui contre le côté du plateau tubulaire (6) qui est tourné vers cette extrémité du tube. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le suage (34) est réalisé par refoulement de l'extrémité (12) du tube. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le suage (34') forme également le côté extrême (42) du bout du tube (12). 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le suage (34) forme la transition avec une partie cylindrique (40) de l'extrémité du tube. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le suage (34, 34') présente un diamètre extérieur, considéré dans la direction de la longueur du tube, qui produit un recouvrement de 0,3 à 1 mm, de préférence de 0,5 à 1 mm pour un diamètre approximatif du trou (8) du plateau tubulaire (6) de 8 à 11 mm. 6. Procédé de réalisation d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'extrémité (12) du tube (16) s'enfile dans le trou (8) du plateau tubulaire (6), en ce que le suage (34) est réalisé par refoulement de l'extrémité (12) du tube et l'élargissement du siège d'étanchéité est exécuté par enfoncement d'un mandrin correspondant (20) dans le trou (30) du tube côté extrémité et plus particulièrement avant, pendant ou après le refoulement de l'extrémité (12) du tube. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le refoulement de l'extrémité (12) du tube et l'élargissement du siège d'étanchéité sont réalisés de manière que l'élargissement d'une partie (32) de l'extrémité du tube prescrive la position du suage à réaliser (34). 8. Procédé selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'élargissement de la partie d'extrémité du tube est réalisé par une partie antérieure (24) du mandrin (20) utilisé pour l'élargissement du siège d'étanchéité. 9. Outil pour la réalisation d'un ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par un mandrin d'élargissement (20) et par une plaque ou un manchon (22) de refoulement qui sont montés l'un dans l'autre et par le fait que la plaque ou le manchon (22) de refoulement est concentrique au mandrin (20) et qu'il est déplaçable sur celui-ci de manière que ce mandrin (20) puisse être introduit dans le trou (30) du tube qui est du côté de l'extrémité et que la plaque ou le manchon (22) de refoulement destiné à la réalisation du suage (34) soit déplaçable contre le côté extrême (36) du bout (12) du tube. 10. Outil selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une partie antérieure (24) du mandrin élargisseur (20) se rétrécit en cône vers son côté extrême. 11. Outil selon l'une ou l'autre des revendications 9 et 10, caractérisé en ce qu'une partie cylindrique d'appui (26) forme un prolongement de sa partie antérieure (24) et constitue une transition avec une partie d'élargissement (28) de diamètre extérieur croissant. 12. Outil selon l'une quelconque des revendications 9, 10 et 11, caractérisé en ce que les forces exercées par le mandrin élargisseur (20) et par la plaque ou le manchon (22) de refoulement sont indépendantes.