Brevet FR2743621A1 — publié le 19970718

La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un organe fonctionnel notamment de véhicule automobile, un organe fonctionnel fabriqué selon un tel procédé et un échangeur de chaleur fabriqué selon un tel procédé. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'un organe fonctionnel du type comportant au moins deux pièces raccordes de façon étanche et adaptées par exemple pour permettre la circulation d'un fluide. De tels organes fonctionnels comprennent par exemple des échangeurs de chaleur. On connaît déjà dans l'état de la technique, des échangeurs de chaleur qui comportent au moins un faisceau de tubes de circulation d'un fluide, dont chaque extrémité est reliée à des moyens formant boîte d'entrée-sortie de fluide. Des échangeurs de chaleur en matière plastique ont été développés pour remplacer des échangeurs de chaleur métalliques afin de résoudre un certain notre de problèmes notamment de coût, de poids et de dégradation de ceux-ci. On sait en effet que de tels échangeurs de chaleur peuvent par exemple être utilisés dans l'industrie automobile et en particulier dans des véhicules autorobi- les, applications dans lesquelles ces échangeurs de chaleur subissent des contraintes relativement importantes. On conçoit également que pour de telles applications, le poids et les coûts de fabrication de tels échangeurs doivent être les plus réduits possibles et les procédés de fabrication les plus simples possibles. On a déjà développé dans l'état de la technique différents procédés de fabrication d'échangeurs de ce type. D'une manière générale, un tel échangeur con- porte au moins un faisceau de tubes de circulation d'un fluide, dont chaque extrémité est reliée à des moyens formant boîte d'entrée-sortie de fluide. Les procédés connus dans 1 'état de la technique pour la fabrication de ces échangeurs, consistent à réaliser d'une part, le faisceau de tubes et d'autre part, les moyens formant boîte d'entrée-sortie de fluide, puis à assembler ces éléments les uns aux autres. C'est ainsi par exemple que cet assemblage du faisceau de tubes et des moyens formant boîte d'entre sortie de fluide peut être réalisé par accrochage, sertissage, collage ou soudage des moyens formant boîte d'entrée-sortie sur le faisceau de tubes. De tels procédés d'assemblage sont également utilisés pour fabriquer d'autres organes fonctionnels notamment de véhicules automobiles. On conçoit cependant que ces différents procédés présentent un certain nombre d'inconvénients, notamment au niveau de leur complexité et de la fiabilité du raccordement des pièces entre elles. Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un organe fonctionnel notamment de véhicule automobile, du type comportant au moins deur pièces raccordées de façon étanche, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - on forme la première pièce, - on forme sur cette première pièce, un noyau en matériau fusible dont la forme correspond à la forme du volume interne de la seconde pièce, - on surmoule autour de ce noyau en matériau fusible et d'au moins une portion de la première pièce, la seconde pièce, et - on fait fondre le noyau fusible. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l représente une vue en coupe schi ati- que illustrant la structure générale d'un échangeur de chaleur selon l'invention; - les Figs.2,3,4 et 5 illustrent les différentes étapes d'un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur selon l'invention; - les Figs.6,7 et 8 illustrent différentes formes de gorges d'étanchéité formées aux extrémités de tubes entrant dans la constitution d'un tel échangeur; - les Figs.9,10,11 et 12 illustrent différentes sections de tubes entrant dans la constitution d'un tel échangeur; - les Figs.13,14 et 15 illustrent différentes formes de tubes entrant dans la constitution d'un tel échangeur; et - les Figs. 16,17,18 et 19 illustrent différents modes de réalisation d'un faisceau de tubes entrant dans la constitution d'un tel échangeur. Dans la suite de la description, on illustrera un procédé de fabrication d'un échangeur de chaleur adapté pour être embarqué par exemple à bord d'un vehicule automobile. I1 va de soi bien entendu qu'un procédé conforme à l'invention peut être utilisé pour fabriquer d'autres organes fonctionnels d'un véhicule automobile, ces organes fonctionnels comportant au moins deux pièces raccordées de façon étanche et par exemple adaptées pour permettre la circulation d'un fluide. On reconnaît en effet sur la figure 1, un échangeur de chaleur qui comporte au moins un faisceau de tubes de circulation d'un fluide, désigné par la référence générale 1, dont chaque extrémité, par exemple 2 et 3, est reliée à des moyens formant boite d'entrée-sortie de fluide, respectivement 4 et 5. Ces boites d'entrée-sortie de fluide 4 et 5 sont donc raccordées aux tubes du faisceau et comportent chacune un orifice d'entrée-sortie de fluide permettant le raccordement de cet échangeur au reste par exemple d'un circuit de refroidissement d'un élément quelconque d'un véhicule automobile. A cet effet, ces boîtes d'entrée-sortie comprennent des orifices de raccordement, respectivement 6 et 7 pour les boîtes d'entrée-sortie 4 et 5. Le procédé de fabrication de cet échangeur de chaleur consiste comme on peut le voir sur les figures 2 à 5, à former ledit au moins un faisceau de tubes comme cela est illustré sur la figure 2, ce faisceau étant désigné par la référence 1. Lors de cette opération de formation du faisceau de tubes, on peut disposer autour de ceux-ci, des moyens de maintien de ceux-ci en position, comme cela est illustré sur la figure 3, ces moyens de maintien en position étant désignés par la référence générale 8 sur cette figure et étant constitués par exemple par un organe en forme de peigne en matériau fusible, On forme également aux extrémités des tubes, un noyau en matériau fusible, désigné par la référence générale 9 sur la figure 3, dont la forme correspond à la forme du volume interne des moyens formant boite d'entre sortie correspondants. Sur cette figure 3, on peut constater que ce noyau en matériau fusible 9 comporte par exemple des parties en saillie, dont l'une est désignée par la référence générale 10, adaptées pour s'engager dans les extrémités correspondantes des tubes du faisceau. Par ailleurs, ce noyau en matériau fusible 9 comporte également, par exemple sur sa face opposée à ces parties en saillie 10, un téton désigné par la référence générale 11. Après ces opérations de formation des moyens de maintien 8 et du noyau 9 en matériau fusible, on surmoule autour du noyau en matériau fusible 9 et des extrémités correspondantes des tubes du faisceau 1, les moyens formant boîte d'entrée-sortie correspondants, tels que par exemple les moyens désignés par la référence 4 sur la figure 4. Ces moyens sont surmoulés de façon classique comme cela est illustré sur cette figure. Enfin, figure 5, on fait fondre de façon classique le noyau en matériau fusible 9 et l'organe en forme de peigne 8, ce qui permet d'obtenir l'échangeur représenté, chaque extrémité du faisceau comportant des moyens formant boite d'entrée-sortie, comme décrit précédemment. Dans ce cas, les moyens formant boite d'entre sortie par exemple 4 comprennent l'orifice de raccordement 6, formé grâce au téton 11, tandis que ces moyens sont surmoulés autour des extrémités correspondantes des tubes du faisceau 1, ce qui permet d'obtenir une très bonne étanchéité entre ces moyens formant boîte d' entrée-sortie et les extrémités des tubes du faisceau. Il va de soi bien entendu que des moyens d'étanchéité se présentant par exemple sous la forme de gorges ménagées dans les extrémités des tubes, peuvent également être prévus comme cela est illustré sur les figures 6 à 8, sur lesquelles différentes formes de gorges la, lb, lc sont représentées. On peut en effet constater sur ces figures, que l'extrémité de chaque tube peut comporter une gorge dans laquelle s'engage de la matière plastique lors de la formation par surmoulage des moyens formant boite d'en trée-sortie correspondants. I1 va de soi que cette gorge peut présenter différentes formes appropriées comme celles illustrées sur ces figures. Bien entendu, plusieurs gorges peuvent être envisagées à chaque extrémité de chaque tube et ces extrémité peuvent également être revêtues d'une colle appropriée. D'une manière générale, les tubes du faisceau 1 peuvent également présenter différentes formes, sections et celui-ci peut présenter différentes géométries en fonction de l'application envisagée. C'est ainsi par exemple que sur les figures 9 à 12, on a représenté différentes sections possibles des tubes du faisceau 1, ceux-ci étant par exemple applatis et pouvant présenter par exemple une section entière comme cela est illustré sur la figure 9, à canaux comme cela est illustré sur les figures 10 et 11, ces tubes étant munis ou non sur leurs faces externes de nervures comme cela est illustré sur la figure 11, ou encore ondulée comme cela est illustré sur la figure 12. On conçoit que différentes formes des tubes du faisceau 1 peuvent également être envisagées comme cela est illustré sur les figures 13 à 15, ces tubes pouvant être rectilignes (Fig.3) ou courbés dans une (Fig. 14) ou deux (Fig.15) directions. Enfin, différentes implantations ou géométries du faisceau de tubes 1 peuvent être envisagees comme oela est illustré sur les figures 16 à 19, ces tubes pouvant être alignés (Fig.16) ou décalés (Figs. 17,18,19) les uns par rapport aux autres. On notera que différentes matieres plastiques, métalliques ou céramiques peuvent être utilises pour réaliser les différentes pièces de cet échangeur de chaleur. On notera également que 1 'échangeur peut être réalisé totalement en matière plastique, totalement en matière métallique ou partiellement en matière plastique et en matière métallique ou autre. En effet, différentes matières métalliques ou plastiques bien connues dans l'état de la technique ont déjà été utilisées par exemple pour des applications automobiles. De même, différents matériaux pour la réalisation d'une part, du noyau fusible et d'autre part, de l'organe en forme de peigne de maintien des tubes du faisceau, peuvent également être envisagés comme cela est déjà connu dans l'état de la technique. On conçoit alors que le procédé de fabrication selon l'invention présente un certain nombre d'avantages par rapport aux procédés de l'état de la technique, dans la mesure où il permet d'obtenir une excellente étanchéité entre les moyens formant boîte d'entrée-sortie de fluide et le faisceau de tubes, tout en se traduisant par des coûts de fabrication relativement réduits de l'échangeur. L'échangeur obtenu peut trouver de nombreuses applications notamment dans le domaine de l'industrie automobile. I1 va de soi bien entendu que le procédé qui vient d'être décrit peut également être appliqué pour la fabrication d'autres organes fontionnels, notamment de véhicules automobiles. Ces organes fonctionnels comportent alors au moins deux pièces, c'est-à-dire par exemple le faisceau de tubes et les moyens formant boite d 'entrée-sortie dans 1 'exemple qui vient d'être décrit, qui sont raccordées de façon étanche et qui sont par exemple adaptées pour permettre la circulation d'un fluide. De façon générale, le procédé de fabrication selon l'invention comporte alors les étapes suivantes - on forme la première pièce, - on forme sur cette première pièce, un noyau en matériau fusible dont la forme correspond à la forme du volume interne de la seconde pièce, - on surmoule autour de ce noyau en matériau fusible et d'au moins une portion de la première pièce, la seconde pièce, et - on fait fondre le noyau fusible. Ceci permet alors d'obtenir un très bon raccordement et une très bonne étanchéité entre les pièces de l'organe fonctionnel. Avantageusement également et comme cela a été décrit précédemment, le noyau en matériau fusible peut comporter une partie en saillie adaptée pour s'étendre dans un orifice de raccordement de la première pièce, tandis que cette première pièce peut comporter autour de son orifice de raccordement des moyens d'étanchéité comme par exemple les gorges qui ont été décrites précéde ent. De façon générale, des moyens d'étanchéité peuvent être prévus entre les pièces. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un organe fonctionnel notamment de véhicule automobile, du type comportant au moins deux pièces (1,4,5) raccordées de façon étanche, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes - on forme la première pièce (1), - on forme sur cette première pièce, un noyau (9) en matériau fusible dont la forme correspond à la forme du volume interne de la seconde pièce (4,5), - on surmoule autour de ce noyau en matériau fusible (9) et d'au moins une portion de la première pièce (1), la seconde pièce (4,5), et - on fait fondre le noyau fusible (9). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau en matériau fusible (9) comporte au moins une partie en saillie (10) adaptée pour s'engager dans un orifice de raccordement de la première pièce (1). 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des moyens d'étanchéité (la,lb,lc) sont prévus entre la première et la seconde pièces. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens d'étanchéité comprennent des gorges d'étanchéité (la,lb,lc). 5. Organe fonctionnel notamment de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6. Echangeur de chaleur notamment pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il est obtenu par un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, la première pièce (1) étant formée par un faisceau de tubes et la seconde pièce (4,5) étant formée par des moyens d'entrée-sortie de fluide.