Brevet FR2923591A1 — publié le 20090515

Tubes multicanaux pour un échangeur de chaleur brasé L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur brasé, notamment pour véhicules automobiles. L'invention concerne plus spécifiquement les tubes obtenus à partir d'une feuille métallique unique, les canaux de ces tubes étant obtenus par pliages successifs de cette feuille métallique. Actuellement, la plupart des tubes issus d'une feuille métallique unique ont des épaisseurs constantes. Or, certaines parties du tube ont besoin d'être renforcées pour une meilleure tenue mécanique. Dans le but de tenir les exigences mécaniques, certaines solutions de tubes ont été proposées. On connaît ainsi à l'heure actuelle des tubes issus d'une feuille métallique par les documents EP 1190784 et US 2007251682. 20 Dans la réalisation du document EP 1190784, on procède de manière à former différentes hauteurs pour le tube en fichant le tube dans un mandrin et en pressant la zone centrale pour lui procurer une hauteur inférieure à celle 25 des extrémités du tube. Ce procédé permet d'augmenter la résistance du tube dans sa partie centrale longitudinale mais n'est pas satisfaisant pour toutes les autres parties � fragiles � du tube. Par ailleurs, l'opération de pressage du tube dans sa partie centrale nécessite des appareils et 30 une station de travail dédiés, ce qui représente un coût additionnel important. 10 15 Dans la réalisation du document US 20070251682, les extrémités du tube sont renforcées soit par ajout d'une protubérance spécifique soit par superposition des extrémités de la feuille métallique. La réalisation de protubérances spécifiques nécessite des étapes de fabrication supplémentaires, notamment par extrusion, ce qui augmente d'autant le temps de réalisation et les coûts tandis qu'une protubérance ne constitue pas un renfort optimum. La superposition des bords de la feuille métallique, c'est-à-dire la fixation latérale des extrémités de la feuille métallique, est sans doute pratique mais elle ne permet pas de renforcer mécaniquement le tube dans sa partie centrale qui est particulièrement sollicitée lorsqu'on prévoit un tube à plusieurs canaux. Par ailleurs, la fixation latérale des bords de la feuille métallique est toujours malaisée car elle nécessite des formes géométriques complémentaires et/ou de disposer une couche de brasage sur la face interne de la feuille métallique, à l'opposé de la face où est présente de façon habituelle la couche de brasage (c'est-à-dire la face externe de la feuille métallique). La présente invention vise à remédier aux inconvénients des tubes obtenus à partir d'une feuille métallique unique de l'art antérieur en proposant une solution simple à mettre en oeuvre et économique pour augmenter la résistance des tubes issus d'une feuille métallique à tous les endroits du tube sollicités. Ainsi, l'invention consiste en un tube pour échangeur de chaleur brasé, constitué d'une feuille métallique, la feuille métallique présentant au moins deux épaisseurs différentes, caractérisé en ce que ladite feuille métallique est pliée pour former au moins une portion d'extrémité du tube suivant un demi--cercle de diamètre sensiblement égal à la hauteur du tube et en ce que ladite portion d'extrémité présente une épaisseur différente de celle des autres parties du tube. D'autres aspects avantageux de l'invention sont présentés 10 ci-après : -au moins une des deux parties d'extrémité de la feuille métallique présente une troisième épaisseur, différente des deux susdites épaisseurs ; - la susdite épaisseur de la partie d'extrémité de la 15 feuille métallique est variable sur la longueur de ladite portion ; - l'épaisseur décroît sur la susdite partie d'extrémité de la feuille métallique lorsqu'on s'approche du bord de ladite feuille métallique ; 20 -l'épaisseur est l'épaisseur des parties principales de la feuille métallique ; - l'épaisseur de la ou des partie(s) principale(s) est inférieure à l'épaisseur de la ou des portion(s) d'extrémité ou l'épaisseur de la ou des partie(s) 25 d'extrémité ; - les bords de la feuille métallique sont disposés contigus dans des moyens de renfort protubérant à partir de la surface de ladite feuille ; - l'épaisseur de la portion d'extrémité est comprise entre 30 110% et 150% de l'épaisseur de la ou des partie(s) principale(s), de préférence comprise entre 115% et 120% de cette épaisseur ; - dans un mode d'exécution préféré, le tube selon l'invention comprend deux susdites portions d'extrémités et deux susdites parties d'extrémité. L'invention concerne un échangeur de chaleur brasé, comprenant un faisceau de tubes pour l'échange de chaleur, caractérisé en ce qu'au moins un desdits tubes est tel que défini ci-dessus. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe d'un tube à deux canaux plié à partir d'une feuille métallique unique selon 15 l'invention ; - la figure 2 est une vue agrandie d'une des extrémités du tube selon l'invention représenté sur la figure 1. 20 Dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention, le tube 1 d'échangeur de chaleur est un tube plat à deux canaux 2, 3. Bien entendu, le nombre de canaux ou même la forme générale du tube 1 ne sont pas à considérer pour l'appréhension de l'invention et seront aisément transformable, sans pour 25 autant modifier le cadre de l'invention.. La feuille métallique, non visible dans son état initial sur les figures annexées, destinée à l'obtention d'un tube 1 selon l'invention, présente une forme rectangulaire ou 30 carré et est généralement en aluminium ou en alliage d'aluminium. Dans l'exemple choisi pour représenter l'invention et représenté sur les figures annexées, la feuille métallique est pliée au niveau de six lignes de pliage différentes 4, 4', 5, 5', 6, 6', deux lignes de pliage 4, 5 et 4', 5' étant présentes respectivement aux deux extrémités latérales 7, 8 du tube 1 tandis que deux lignes de pliage 6, 6' sont présentes pour finir de former respectivement chacun des deux canaux 2, 3 situés de part et d'autre de la ligne médiane XX' du tube 1 formée par la réunion et la fixation des deux bords 9, 10 de la feuille métallique. Les deux canaux 2, 3 ainsi formés sont ici d'égal section ou ouverture. Le tube 1 présente une surface inférieure plane 11, présentant une épaisseur E2, à partir de laquelle s'étendent deux protubérances longitudinales 12, 13 carré ou rectangulaire, formant une rainure longitudinale, pour loger les deux bords 9, 10 de la feuille métallique parallèle et réunis. Ainsi, l'écartement de ces deux protubérances 12, 13 est sensiblement égal à l'épaisseur des bords 9, 10 de la feuille métallique, soit, lorsque ces derniers 9, 10 ont la même forme et géométrie, deux fois l'épaisseur d'un bord 9 ou 10 de la feuille métallique. Les protubérances 12, 13 sont accessoires dans le cadre de cette invention et ne remplissent qu'une fonction de mise en place aisée des bords 9, 10 de la feuille métallique ainsi que le brasage, ou la zone de brasage, plus important de ces bords 9, 10. Le tube plat 1 illustrant l'invention comprend deux portions d'extrémités latérales 7, 8 pliées ici avec le même rayon/diamètre de sorte que la courbe de ces extrémités latérales 7, 8 s'inscrit dans un cercle de diamètre extérieur égal à la hauteur H du tube 1. Ces deux portions d'extrémité 7, 8 présentent ici toutes les deux la même épaisseur El (ce qui aurait pu être différent dans un mode de réalisation non représenté ici) qui est supérieure à l'épaisseur E2 commune, de base ou générale de la feuille métallique. L'épaisseur El de ces portions d'extrémité 7, 8 doit être compris entre 110% et 130% de l'épaisseur E2 de la feuille métallique pour remplir sa fonction de résistance mécanique et il a été remarqué que le domaine 115%-120% permet d'atteindre les meilleurs résultats, en terme de faisabilité, de coût matière/obtention et de gain en résistance mécanique. Le tube 1 comprend également une surface supérieure plane 14 s'étendant après respectivement chacune des portions d'extrémité 7 et 8. Cette surface supérieure 14 présente une épaisseur E2 commune de la feuille métallique. Les parties planes 11 et 14, c'est-à-dire les parois supérieure et inférieure des canaux 2, 3 du tube 1, forment les parties principales du tube selon l'invention. En effet, sur la longueur ou la largeur totale de la feuille métallique, l'épaisseur E2 de ces parties 11, 14 représente la majorité, voire la quasi-totalité, de l'épaisseur de cette feuille métallique formant le tube 1. Enfin, le tube 1 comprend respectivement deux parties d'extrémité 15, 16 situées aux deux extrémités de la feuille métallique. Ces deux parties d'extrémité 15, 16 referment les deux canaux 2, 3 formés par les pliages préalables 4, 4', 5, 5' de la feuille métallique. Ces parties d'extrémité 15, 16 présentent une épaisseur E3 variable. En effet, il est avantageux de réaliser ces parties d'extrémité 15, 16 avec une épaisseur décroissante vers les bords 9, 10 de la feuille métallique car une zone fragile du tube se situe au niveau des pliages 6, 6'. Ainsi, au niveau de ces pliages 6, 6', l'épaisseur E3 est maximale tandis qu'au bord 9, 10 de la feuille cette épaisseur E3 est minimale. L'amélioration de la tenue mécanique du tube 1 est obtenue en plaçant judicieusement les épaisseurs de matière El et E3 où elles sont nécessaires, à savoir en premier lieu au niveau des portions d'extrémités 7, 8 (du tube 1) puis également au niveau des parties d'extrémités 15, 16 (de la feuille métallique). Les différentes épaisseurs El, E2, E:3 sont obtenues en laminant la bande/bande métallique en entrée de machine à tube plié ou électro-soudé. Le maintien précis de la cote de la bande est obtenu soit par refente de la bande/bande métallique soit par maintien dans un gabarit qui permet de calibrer la largeur de la bande. Les problèmes de tenue en pression cyclée et en choc thermique apparaissent généralement aux niveaux des jambes 7, 8, 15, 16 ou zones de pliage 4, 4', 5, 5', 6, 6' des tubes plies. En augmentant l'épaisseur du tube au niveau de l'arrondi 7, 8 des jambes/zones de pliage 4, 4', 5, 5' qu'au niveau du pied 15, 16 des jambes (parties d'extrémité 15, 16 de la feuille métallique), la tenue mécanique va être augmentée. De plus, la formation d'un U, grâce aux protubérances 12, 13 ou à la présence d'une rainure logeant les bords 9, 10 de ladite feuille, au niveau du pied des jambes/parties d'extrémité 15, 16 de la feuille métallique permet une meilleure étanchéité entre les deux canaux 2, 3. Par ailleurs, l'augmentation de l'épaisseur El du tube 1 au niveau des extrémités arrondies 7, 8 permet une bonne résistance au gravillonnage, tandis que l'épaisseur E3 du tube 1 sur les parois horizontales permet d'augmenter la tenue mécanique générale du tube 1 et d'éviter tout affaissement du tube 1, réduisant la section d'ouverture des canaux et donc l'échange thermique en fonctionnement. Le tube selon la présente invention s'applique de préférence aux échangeurs de chaleur qui sont des radiateurs (et non par exemple des condenseurs) en particulier pour liquide de refroidissement. Revendications 1. Tube (1) pour échangeur de chaleur brasé, constitué d'une feuille métallique, la feuille métallique présentant 5 au moins deux épaisseurs différentes (El et E2), caractérisé en ce que ladite feuille métallique est pliée pour former au moins une portion d'extrémité du tube suivant un demi-cercle de diamètre sensiblement égal à la hauteur du tube et en ce que ladite portion d'extrémité 10 présente une épaisseur (El) différente de celle (E2) des autres parties du tube. 2. Tube (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins une des deux parties d'extrémité de la feuille 15 métallique présente une troisième épaisseur (E3), différente des deux susdites épaisseurs (El et E2). 3. Tube (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la susdite épaisseur (E3) de la partie d'extrémité de la 20 feuille métallique est variable sur la longueur de ladite portion. 4. Tube (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'épaisseur (E3) décroît sur la susdite partie d'extrémité 25 de la feuille métallique lorsqu'on s'approche du bord de ladite feuille métallique. 5. Tube (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur (E2) est 30 l'épaisseur des parties principales de la feuille métallique. 9 6. Tube (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur (E2) est inférieure à l'épaisseur (El) ou l'épaisseur (E3). 7. Tube (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les bords de la feuille métallique sont disposés contigus dans des moyens de renfort protubérant à partir de la surface de ladite feuille. 8. Tube (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur (El) est comprise entre 110% et 150% de l'épaisseur (E2), de préférence comprise entre 115% et 120% de l'épaisseur (E2). 9. Tube (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend deux susdites portions d'extrémités et deux susdites parties d'extrémité. 20 10. Echangeur de chaleur brasé, comprenant un faisceau de tubes pour l'échange de chaleur, caractérisé en ce qu'au moins un desdits tubes est selon l'une quelconque des revendications précédentes.15