FR2504251A1 - Echangeur de chaleur et procede de fabrication de celui-ci - Google Patents

Abstract

ECHANGEUR DE CHALEUR 1 COMPRENANT DES TUBES 2 SENSIBLEMENT PARALLELES ENTRE EUX ET DES AILETTES 3 S'ETENDANT TRANSVERSALEMENT A CES TUBES, AINSI QUE DES PIECES LATERALES FIXEES AUX EXTREMITES DE CES AILETTES. SUIVANT L'INVENTION, CHAQUE PIECE LATERALE EST CONSTITUEE PAR UNE BORDURE 8, 9 APPLIQUEE CONTRE L'UNE DES EXTREMITES DES AILETTES 3 ET ASSEMBLEE AVEC LESDITES AILETTES 3 A L'AIDE D'UN MOYEN ADHESIF OU PAR ENCASTREMENT DE LADITE EXTREMITE DES AILETTES 3 DANS LA MATIERE DE LA BORDURE 8, 9. APPLICATION AUX RADIATEURS POUR VEHICULES AUTOMOBILES.

Description

La présente invention concerne un échangeur de chaleur et, en particulier,

un radiateur pour véhicules automobiles, qui comprend essentiellement une pluralité

de tubes parallèles et d'ailettes s'étendant transversa-

lement à ces tubes, ainsi que des collecteurs et des boi- tes à eau adjacents aux ailettes supérieure et inférieure,

tandis que, sur les côtés de l'échangeur de chaleur for-

més par les extrémités des ailettes, sont disposées des

pièces latérales servant à la fixation.

On connait, d'après le brevet U S 2 599 965, un échangeur de chaleur, dans lequel les pièces latérales sont fixées au faisceau de tubes du radiateur au moyen d'une jonction par brasage Les pièces latérales sont essentiellement en forme de C et sont engagées par les

bords de leur profil dans des rainures prévues latérale-

ment dans les ailettes Comme seuls les quatre coins du

faisceau de tubes du radiateur sont plongés dans un mé-

tal d'apport de brasage liquide, on ne dispose pour le

brasage, que d'un nombre limité d'ailettes, et, par con-

séquent, d'une surface de brasage relativement petite.

Même la mesure destinée à agrandir la surface de brasage utilisable, mesure qui consiste à couder ou à replier des parties des ailettes, ce repliement s'effectuant au même

emplacement pour toutes les ailettes afin que les rainu-

res nécessaires de la réception des pièces latérales soient automatiquement formées, n'apporte qu'une amélioration de

peu d'importance Pour assurer que les rainures ne devien-

nent pas trop larges car, alors, une jonction par brasage avec les pièces latérales serait impossible, les surfaces

coudées peuvent être très petites Dans cette construc-

tion, il s'agit donc d'obtenir une fente bien définie per-

mettant un brasage irréprochable des pièces latérales sur les ailettes Pour résister à des efforts relativement grands, un tel assemblage ne convient pas En outre, dans

la disposition connue, les pièces latérales doivent néces-

sairement être en un matériau se prêtant au brasage, c'est-

à-dire en métal De plus, la fixation d'une pièce laté- rale partielle, ne s'étendant pas sur toute la hauteur

du radiateur, est impossible.

Compte tenu de ce qui précède, l'invention a

pour objet de créer un échangeur de chaleur du type dé-

crit ci-dessus, dans lequel même des pièces latérales ne

se prêtant pas au brasage peuvent être utilisées et peu-

vent être fixées même partiellement à un emplacement dé-

siré quelconque des côtés du paquet d'ailettes, tandis qu'en outre les pièces latérales peuvent être assemblées

avec les extrémités des ailettes d'une manière simple.

L'invention a en outre pour but de créer un procédé de

fabrication d'un échanheur de chaleur de ce genre.

L'échangeur de chaleur suivant l'invention est caractérisé en ce qu'une bordure formant chaque pièce

latérale, bordure qui est appliquée contre l'une des ex-

trémités des ailettes, est assemblée avec celles-ci à

l'aide d'un moyen adhésif ou par encastrement des extrémi-

tés d'ailette dans sa propre matière.

Avec le dispositif suivant l'invention, on ob-

tient une fixation des pièces latérales réalisable d'une manière simple, d'une grande robustesse et d'un haut degré

de fiabilité Comme le constructeur, avec ce mode de fi-

xation des pièces latérales, est relativement libre dans le choix de la matière de celles-ci, on peut utiliser des matériaux légers En outre, la forme de la bordure peut être choisie à volonté, ce qui permet de compenser les distances variables entre le radiateur et la carrosserie de chaque type de véhicule De plus, les pointes de tension, qui apparaissent dans les échangeurs de chaleur à pièces latérales fixées au moyen d'une jonction par serrage, dans la matière des pièces latérales, sont évitées dans le dispositif suivant l'invention.

Comme pièces latérales, on utilise de préféren-

ce des bordures profilées et, plus particulièrelent, une

bordure profilée en forme d'U, dans les cas o les sur-

faces d'assemblage ne sont pas exclusivement situées sur le côté des ailettes et une bordure profilée en forme

* de H, de L ou de S, en particulier dans le cas o la piè-

ce latérale sert en même temps à recouvrir des espaces intermédiaires et/ou à fixer des ensembles d'éléments supplémentaires. Il est avantageux de prévoir, dans la région des extrémités des ailettes, des entailles ou des trous

permettant d'établir une liaison mécanique entre la ma-

tière des bordures et les ailettes On peut ainsi aug-

menter la solidité de l'assemblage Pour arrondir la surface d'assemblage entre les extrémités des ailettes

et les pièces latérales, il est avantageux, en particu-

lier pour le collage de celles-ci, de prévoir, dans la région des extrémités des ailettes, des surfaces formées par des parties coudées desdites ailettes s'étendant au moins approximativement perpendiculairement à la direction longitudinale de celles-ci Grâce aux parties coudées

se chevauchant partiellement, on obtient une grande sur-

face unitaire à laquelle les pièces latérales sont fixées, ce qui permet une distribution de forces uniforme Grâce à cette disposition, une grande résistance à la torsion

est en outre conférée à l'échangeur de chaleur.

Selon que le repliement des parties des ailet-

tes doit ou non s'effectuer de telle manière que celles-ci

conservent la mëme largeur, la dimension des parties à re-

plier est définie par des pattes en saillie au-delà de

l'étendue de l'ailette proprement dite, ou par des enco-

ches pratiquées aux extrémités des ailettes Selon la condition particulière à remplir et selon la forme des bordures profilées, les surfaces précitées peuvent être disposées au choix sur le côté de l'échangeur de chaleur

et/ou dans la région adjacente des ailettes sur les cô-

tés avant et arrière du radiateur et/ou dans des fentes

pratiquées dans les régions extrêmes des ailettes Ain-

si, le constructeur peut également prévoir la disposition

des surfaces d'assemblage aux emplacements les plus favo-

rables dans chaque cas et, en outre, dans le cas de piè-

ces latérales partielles, on peut obtenir une grande sur-

face d'assemblage et, par conséquent, une grande solidité.

Pour obtenir un assemblage collé propre et

homogène, d'une grande résistance mécanique, il est avan-

tageux d'utiliser comme moyen adhésif, un ruban adhésif

double-face portant une substance adhésive thermodurcis-

sable On peut utiliser, par exemple, des substances

adhésives durcissant en moins d'une minute à des tempéra-

tures de jusqu'à environ 2000 C. Afin qu'il ne soit nécessaire de ramollir qu'un volume limité de la matière des pièces latérales, il est

avantageux d'encastrer dans cette matière chaque extrémi-

té d'ailette, non pas sur toute sa largeur, mais seulement dans deux ou plusieurs petites zones A cet effet, il est proposé de prévoir, dans la bordure, sur son côté tourné vers les extrémités des ailettes, des saillies qui, après l'encastrement, se trouveront dans la région des

trous entre les extrémités des ailettes.

24 _ 5 2 5

Dans le cas o la pièce latérale présente un profil en forme d'U ou de H, dont les branches s'étendent

le long des ailettes, il est avantageux d'encastrer l'ex-

trémité de chacune de celles-ci ou sa partie coudée dans les branches de la bordure profilée Selon une confor-

mation particulièrement appropriée d'une telle pièce laté-

rale, la bordure profilée est constituée initialement

par deux ou par trois éléments, le ou les plans de sépa-

ration s'étendant dans la direction longitudinale de la

bordure profilée et les deux ou trois éléments étant sou-

dés ensemble De cette manière, il est possible de com-

penser des variations même importantes de la distance en-

tre les branches de la pièce latérale et celle-ci peut être appliquée d'une manière simple et rapide contre les

extrémités d'ailette La conformation de la pièce laté-

rale le long de chaque plan de séparation est de préfé-

rence choisie telle qu'un des éléments séparés par ce plan présente un évidement et l'autre une saillie qui s'engage dans cet évidement On peut en outre donner à l'évidement et à la saillie une forme de y, et l'angle d'ouverture de l'évidement peut être notablement plus grand que l'angle de la saillie Pour éviter d'avoir à fabriquer séparément et à stocker plusieurs éléments pour

une bordure profilée de ce type et pour éviter des con-

fusions lors du montage, il est avantageux d'assembler les éléments au moyen d'une charnière pelliculaire Une

disposition avantageuse pour l'encastrement, dans laquel-

le la bordure ne dépasse pas la largeur des ailettes, ré-

side en ce que les extrémités d'ailette présentent une

ouverture en queue d'aronde, moyennant quoi se trouve for-

mée, le long du faisceau de l'échangeur de chaleur, une sorte de rainure dans laquelle s'engage une saillie de z_ o,Z la bordure, saillie qui, par déformation plastique, permet

un encastrement des extrémités d'ailette dans la bordure.

Au point de vue du coût du matériau et du

poids, il est avantageux que la bordure soit en une ma-

tière plastique et de préférence en une matière thermo-

plastique extrudée ou moulée par injection.

L'invention vise également un procédé de fa-

brication d'un échangeur de chaleur tel qu'un radiateur

pour véhicule automobile.

Selon un premier mode de mise en oeuvre du

procédé suivant l'invention, dans lequel les pièces la-

térales sont collées, on applique sur la surface formée par les parties coudées un ruban adhésif double-face, on pose et l'on presse la bordure sur ce ruban et l'on provoque un durcissement de l'adhésif, de préférence par échauffement des emplacements de collage Ce mode de

mise en oeuvre exige un dispositif permettant d'appli-

quer avec pression la bordure contre les extrémités d'ai-

lette pendant la durée du durcissement.

En revanche, dans une variante de ce mode de mise en oeuvre, une bordure profilée en forme d'UJ est élargie par écartement de ses branches en profitant de l'élasticité du matériau de cette bordure, puis est

appliquée sur l'extrémité des ailettes et, enfin, lors-

qu'on cesse d'écarter les branches de la bordure profi-

lée, celles-ci sont appliquées avec pression par rappel

élastique contre les surfaces de collage situées en re-

gard desdites branches Dans cette variante, un dispo-

sitif séparé n'est pas nécessaire pour appliquer avec pression la bordure pendant la durée du durcissement de l'adhésif.

Selon un autre mode de mise en oeuvre du pro-

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cédé suivant l'invention, dans lequel l'extrémité des ailettes est encastrée dans la matière de la bordure, celle-ci est appliquée sur les extrémités d'ailette

présentant des entailles ou des trous ou sur la surfa-

ce formée par les parties coudées; puis le matériau de la bordure est ramolli pendant un temps court dans la

zone à assembler avec les ailettes, l'extrémité de cel-

les-ci ou leur partie coudée est encastrée dans la ma-

tière de la zone traitée et enfin la matière est ramenée

à son état solide initial.

Dans une première variante de ce second mode de mise en oeuvre, les branches d'une bordure profilée

en forme d'U sont ramollies et les extrémités libres des-

dites branches sont amenées par une avance appropriée dans les espaces intermédiaires entre les extrémités

d'ailette, puis le matériau ramolli est de nouveau so-

lidifié. Dans une deuxième variante dudit second mode

de mise en oeuvre, les éléments de la bordure sont ap-

pliquées par des saillies contre les extrémités d'ailet-

te puis, par ramollissement desdites saillies et par une

avance appropriée, leur matière est appliquée avec pres-

sion dans les espaces intermédiaires entre les extrémités d'ailette, de sorte que lesdits éléments sont rapprochés

et qu'un soudage desdits éléments se produit dans la ré-

gion du ou des plans de séparation, après quoi le maté-

riau ramolli est ramené à son état solide initial.

Selon une autre variante, une pression appropriée est établie dans une fente de la saillie, pression qui, lors du ramollissement de la matière de celle-ci, assure son élargissement, de sorte que la matière comprise entre

les extrémités des ailettes flue; enfin lors de la solidi-

fication de ladite matière, la pression régnant dans la-

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dite fente est supprimée.

L'avantage de ce second mode de mise en oeu-

vre réside en ce que l'on peut renoncer complètement à l'utilisation d'un adhésif Pour ce mode de mise en oeuvre,des bordures en matière thermoplastique sont par-

ticulièrement appropriées.

Enfin, selon une autre variante du second mo-

de de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention, le ramollissement de la zone intéressée peut s'effectuer

par ultrasons, soudage par friction, chauffage haute-

fréquence ou par induction, ou encore au moyen d'éléments chauffants. Dans les deux premières variantes du second mode de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention décrites ci-dessus, il n'est pas nécessaire de prévoir des trous ou des entailles dans les ailettes pour assurer une liaison mécanique de l'extrémité de celles-ci avec

la bordure profilée.

L'invention sera mieux comprise à la lecture

de la description détaillée qui suit et à l'examen des

dessins joints qui en représentent, à titre d'exemples

non limitatifs, quelques formes d'exécution.

Sur ces dessins La figure 1 est une représentation schématique d'un radiateur à circulation d'eau descendante; La figure 2 est une vue en perspective d'un fragment agrandi de quelques extrémités d'ailette;

La figure 3 est une vue en élévation de quel-

ques extrémités d'ailette empilées;

La figure 4 est une vue de dessus d'une extré-

mité d'ailette avant que les surfaces d'assemblage soient coudées; La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 4, mais avec des surfaces déjà coudées; La figure 6 est une vue en coupe d'une bordure profilée à laquelle est fixée une extrémité d'ailette du type des figures 4 et 5; La figure 7 représente une variante de la figure 4;

La figure 8 est une vue en coupe d'une bordu-

re profilée à laquelle est fixée une extrémité d'ailet-

te du type de la figure 7;

La figure 9 représente une bordure profilée é-

largie pendant le montage; La figure 10 est une vue en coupe d'une bordure profilée à laquelle est fixée une extrémité d'ailette du type de la figure 2; Les figures la et b représentent deux formes

d'exécution de bordures profilées et d'extrémités d'ai-

lette avant l'encastrement; La figure 12 représente une ailette encastrée dans la matière de la bordure profilée, suivant la ligne XII-XII de la figure 13; La figure 13 est une vue en coupe longitudinale

partielle d'une pièce latérale avec des extrémités d'ai-

lette encastrées, suivant la ligne XIII-XIII de la Figure 12; La figure 14 représente une bordure profilée fixée par encastrement à des extrémités d'ailette coudées, ladite bordure étant réalisée en deux éléments;

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La figure 15 est une vue en coupe suivant la ligne XV-XV de la figure 14;

La figure 16 représente une variente d'exécu-

tion du dispositif de la figure 11 a; La figure 17 représente une extrémité d'ailette coudée encastrée dans une bordure profilée formée d'un unique élément;

La figure 18 représente la fixation d'une piè-

ce latérale engagée dans des évidements d'extrémités d'ailette;

La figure 19 représente une extrémité d'ialet-

te avec une bordure profilée constituée par trois élé-

ments, et La figure 20 représente une bordure profilée

constituée par trois éléments avant son montage.

Sur la figure 1 est représenté un radiateur de véhicule automobile 1, du type à circulation d'eau descendante, qui comprend une pluralité de tubes 2 et des ailettes 3 s'étendant transversalement à ces tubes 2 Les extrémités des tubes 2 débouchent dans une boîte à eau supérieure 4 munie d'une entrée d'eau 5, et dans

une boîte à eau inférieure 6 munie d'une sortie d'eau 7.

Aux extrémités des ailettes sont fixées des bordures 8 et et 9 qui servent de "pièces latérales", la bordure 8, représentée du côté gauche, étant réalisée sous la forme d'une bordure profilée présentant des trous de fixation

pour permettre le montage du radiateur dans le véhi-

cule, tandis que la bordure 9, représentée du côté droit, est munie d'équerres 11 présentant des trous de fixation

10 Les équerres 11 peuvent être fixées suivant les be-

soins avant la pose de la bordure 9 contre les extrémités

2504251 '

d'ailette associées, à l'emplacement approprié de la bor-

dure 9 Les bordures 8 et 9 sont écartées à leurs ex-

trémités des boites à eau 4 et 6 dans une mesure suffisante pour que même, lors de variations de longueur extrêmes, dues à la température, entre les boites à eau 4 et 6, il ne se produise pas d'application des boites à eau contre

les bordures 8 et 9.

Sur la figure 2 sont représentées en perspec-

tive quelques extrémités des ailettes empilées 3 à une échelle fortement agrandie Les ailettes 3 présentent à chacune de leurs extrémités une partie coudée 12,

tandis qu'à chaque extrémité de la pile, les parties cou-

dées 12 de toutes les ailettes 3 sont orientées dans le même sens et se chevauchent partiellement Les parties

coudées 12 forment une surface 13 qui s'étend perpendicu-

lairement à la direction longitudinale des ailettes 3, comme on peut le voir clairement sur la figure 3 Il est à noter à ce sujet que l'épaisseur de tôle des ailettes 3

est généralement de l'ordre de quelques dixièmes de milli-

mètre et que, par conséquent, les irrégularités de la surface 13 sont négligeables Aux extrémités d'ailette est fixée une bordure profilée 8, la surface 13 servant de surface d'assemblage pour le collage Sur la figure 2, les ouvertures prévues pour recevoir les tubes 2 sont

désignées par la référence numérique 14.

Sur la figure 3, l'une des extrémités de quel-

ques-unes des ailettes empilées 3 est représentée vue de l'avant du radiateur La distance normalement uniforme

entre une ailette 3 quelconque et l'ailette 3 ' immédiate-

ment supérieure est désignée par s La distance entre

l'ailette 3 et l'ailette 3 " située immédiatement au-des-

sus de l'ailette 3 ' est de 2 s, en négligeant bien enten-

du l'épaisseur minime de l'ailette 3 ' Les parties cou-

dées 12 s'étendent sensiblement à angle droit par rapport aux ailettes 3 sur une longueur suffisante pour qu'il se

produise un chevauchement avec la partie coudée immédiate-

ment supérieure 12 ' Les parties coudées 12 forment en-

semble une surface pratiquement plane 13 Le chevauchement

assure que lors de l'application avec pression de la bor-

dure 8, les parties coudées 12 ne se trouvent pas repliées dans les espaces intermédiaires entre les ailettes 3, 3 ', 3 t

La figure 4 représente l'extrémité 3 d'une ai-

lette 3 comportant trois pattes 15, 16 et 17 qui font sail-

lie au-delà des dimensions de l'ailette 3 proprement dite,

pattes qui, lors du découpage des ouvertures 14, sont si-

multanément coudées ou relevées sensiblement à angle droit et correspondent alors aux parties 12 déjà décrites; en conséquence, les pattes ainsi relevées seront désignées dans ce qui va suivre sous le nom de parties coudées 15 ',

161 et 17 '.

Sur la figure 5 est représentée une vue en cou-

pe suivant la ligne V-V de la figure 4, mais dans laquelle l'extrémité d'ailettes 3 est représentée avec des parties

' et 16 t déjà coudées.

Les trois parties 15 t, 16 t et 17 ' forment, com-

me on peut le voir sur la figure 6, trois surfaces d'assem-

blage correspondant à la surface 13 précédemment mentionnée

et dont la première (celle de la partie 15 ') est perpendi-

culaire aux deux autres, ce qui donne à l'ensemble une forme dt U Une bordure profilée 18 correspondant à cette forme d'U est liée aux trois surfaces en questi N au moyen d'une couche d'adhésif 19 La bordure profilée 18 peut,

comme indiqué sur la figure 6, être munie sur son côté ex-

térieur d'équerres 1 I permettant la fixation du radiateur

au véhicule.

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La figure 7 représente l'extrémité 3 d'une ai-

lette 3, dans laquelle sont pratiquées des encoches 20 et 21 Ces encoches 20, 21 définissent les parties à couder

qui sont désignées, comme sur la figure 4, par les réfé-

rences numériques 15, 16 et 17.

La figure 8 correspond essentiellement à la fi-

gure 6 mais, dans cette variante, la bordure profilée en forme d'U est adaptée, dans ses dimensions extérieures, à la largeur des ailettes Sur la figure 9, on peut voir comment la bordure 18 à profil en U a ses branches 18 ' écartées, puis est poussée sur les surfaces, revêtues

* d'une couche d'adhésif, des extrémités 3 des ailettes.

La bordure profilée 18 est pressée contre la partie cou-

dée 15 ' et l'on cesse alors d'écarter les branches 181 de sorte que, grâce au retour de ces branches à leur position normale par élasticité, on obtient également une pression

d'application contre les parties 16 ' et 17 '.

Sur la figure 10 est représentée une bordure pro-

filée 8 qui, en ce qui concerne la forme de sa section droite, correspond essentiellement à la bordure profilée

en forme de S représentée sur la figure 2 La bordure pro-

filée 8 est destinée à être assemblée dans sa partie mé-

diane avec les parties coudées 12 L'une des extrémités du profil de la section droite de la bordure 8 s'étend perpendiculairement à la partie médiane de celle-ci et

forme une surface de butée latérale pour les ailettes 3.

L'autre extrémité du profil de la section droite est cou-

dée en sens inverse et présente les trous de fixation 10

déjà mentionnés Cette autre extrémité coudée de la bordu-

re profilée peut également servir, par exemple, de butée pour déterminer une position donnée du radiateur dans le véhicule, d'élément de compensation des distances variables

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entre le radiateur et la carrosserie de chaque type de vé-

hicule, ou encore de déflecteur ainsi que de fixation dl

ensembles d'éléments.

Sur la figure lia est représenté un fragment d'une ailette 3 qui présente, au voisinage de son extré- mité 3, plusieurs trous 22 Devant l'extrémité 3 de

l'ailette se trouve une bordure 8 essentiellement configu-

rée en forme d'U, qui présente, sur son côté tourné vers

l'extrémité 3 de l'ailette, une pluralité de saillies 24.

Les saillies 24 sont disposées de telle manière qu'elles

correspondent à la distance entre les trous 22.

La figure llb représente un fragment d'une ai-

lette 3 d'échangeur de chaleur, dans la région de l'extré-

mité 3 de laquelle sont prévues, le long de chaque côté longitudinal, deux encoches 23 Devant l'extrémité 3 de l'ailette se trouve une bordure profilée 18 configurée en

forme de H, dont les branches 18 ", s'étendant vers ltai-

lette d'échangeur de chaleur 3, sont conformées de telle manière que l'extrémité d'ailette 3 puisse être encastrée par ses zones présentant les encoches 23 dans lesdites

branches 18 ".

La direction, dans laquelle les bordures 8 ou 18 sont déplacées, pendant l'encastrement des extrémités *

d'ailette 3 dans leur matière, est indiquée sur les fi-

gures lia et llb par une flèche 31.

Sur la figure 12 est représentée une extrémité 3 d'une ailette d'échangeur de chaleur 3, extrémité qui est encastrée dans la matière d'une bordure 8, qui présente sensiblement la même configuration que celle de la figure lia Comme on peut le voir sur la figure 12, dans l'état encastré de l'extrémité d'ailette 3, les saillies 24 se trouvent dans la région des trous 22 de l'ailette 3, de ? 50)425 i sorte que la matière plastique ramollie de la bordure 8

peut pénétrer à travers les trous 22, ce qui assure l'ob-

tention d'une liaison mécanique On voit en 11 une é-

querre dans laquelle est pratiqué un trou de fixation 10.

La figure 13 est une vue en coupe suivant la ligne

XIII-XIII de la figure 12 Sur cette vue, on voit clai-

rement comment les ailettes empilées 3 sont encastrées par

leur extrémité 3 dans la matière de la bordure 8 et com-

ment la liaison mécanique est obtenue grâce aux trous 22.

La figure 14 représente une ailette 3 encastrée dans une bordure profilée 18 constituée par deux éléments

et 26 L'ailette 3 présente une partie coudée 12, com-

me déjà décrit à propos des figures 2 et 3 Les éléments

et 26 de la bordure profilée 18 sont conformés de tel-

le manière qu'ils s'engagent, par des saillies respecti-

ves 25 ' et 26 ' orientées vers l'axe longitudinal de l'ai-

lette 3, derrière la partie coudée 12 de celle-ci L'ex-

trémité 3 de l'ailette est encastrée seulement dans les saillies 25 ' et 26 ' Le plan de séparation de la bordure profilée 18 entre les deux éléments 25 et 26 s'étend dans la direction longitudinale de la bordure, l'élément 25 présentant, dans le plan de séparation, un évidement en

forme de V, 28, tandis que l'élément 26 présente une sail-

lie 27 également en forme de V L'angle de la saillie en

forme de V 27 est notablement plus petit que l'angle d'ou-

verture de l'évidement 28 Grâce à cette configuration,

le dispositif agit à la manière d'une articulation de pi-

votement grâce à laquelle les éléments 25 et 26 peuvent

pivoter l'un par rapport à l'autre dans une mesure limitée.

Des flèches 31 indiquent les directions de déplacement res-

pectives des saillies 25 ' et 26 ' pendant l'encastrement.

Pour assurer la fixation de la bordure 18 au fais-

ceau de tubes de l'échangeur de chaleur, les éléments 25

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et 26 de ladite bordure sont appliqués, par leurs sail-

lies respectives 25 ' et 26 ', contre les extrémités d'ai-

*

lette 3 Sur chacun des éléments 25 et 26, au voisina-

ge de sa saillie 25 ' ou 26 ', est appliquée une "sonotrode" 36, qui transmet au matériau à "souder" l'énergie de vi- bration Il en résulte, aux surfaces limites des saillies ' et 26 ' et dans la région de l'emplacement d'assemblage des éléments 25 et 26, un échauffement quiprovoque un ramollissement de la matière de la bordure 18, grâce à quoi, moyennant une avance appropriée, les saillies 25 '

et 26 ' sont amenées dans les espaces intermédiaires en-

tre les extrémités d'ailette 3, tandis qu'il se produit un déplacement des éléments 25 et 26 dans les directions

respectives des flèches 31 Les éléments 25 et 26 vien-

nent ainsi en butée dans la région du plan de séparation, de sorte qu'il se produit en même temps un "soudage" des

éléments 25 et 26 dans ladite région.

La figure 15 est une vue en coupe suivant la ligne XV-XV de la figure 14 D'après cette représentation, on

voit clairement comment une pluralité d'ailettes 3 présen-

tant des parties coudées 12 respectives qui se chevauchent sont encastrées dans la matière des éléments 26 ou 26 ' de

la bordure 18.

Sur la figure 16 est représenté schématiquement un fragment d'une ailette 3 présentant une partie coudée 12 et sur laquelle une bordure profilée 18 en forme de H

doit être appliquée dans la direction de la flèche 31 A-

fin que la branche 18 ", s'étendant vers l'ailette 3, de la

bordure profilée 18 puisse pénétrer à l'état ramolli en-

tre les ailettes 3, un évidement 32 est prévu dans la zone

latérale de la partie coudée 12 Pour assurer l'établisse-

ment d'une liaison mécanique entre l'ailette 3 et la bor-

dure 18, il est prébu des trous 22 qui, vus dans la di-

rection dans laquelle la bordure 18 est poussée vers l'ai-

lette, sont disposés latéralement au voisinage de la

partie coudée 12.

Sur la figure 17 est représentée une ailette 3 présentant à son extrémité une partie coudée 12 Dans cette variante, on procède à l'encastrement de l'ailette

3 dans une bordure profilée 18 en forme de H en rappro-

chant l'une de l'autre, comme indiqué par les flèches 31,

les branches 18 " stétendant latéralement près de l'ai-

lette 3 Une liaison mécanique entre les ailettes 3 et la bordure profilée 18 est ainsi obtenue, sans que les

trous 22 représentés sur la figure 16 soient nécessaires.

Sur la figure 18 est représentée une disposition, dans laquelle les extrémités d'ailette 3 présentent une ouverture en queue d'aronde 35, moyennant quoi une sorte

de rainure est formée le long du faisceau de tubes de l'é-

changeur de chaleur Dans cette rainure s'engage une saillie 33 présentant une fente 34 qui s'étend dans la direction longitudinale de la bordure 8 Pour assurer l'encastrement des extrémités d'ailette, on ramollit la matière de la saillie 33 et, en même temps, on établit dans la fente 34 une pression, qui assure une pénétration de

la matière de la saillie 33 dans les espaces intermédiai-

res entre les extrémités d'ailette 3 Les lignes en trait mixte 33 ' et 34 ' indiquent la forme de la bordure

après l'encastrement.

La figure 19 représente une extrémité d'ailet-

te 3 et une bordure 18 constituée par trois éléments 30, ' et 30 " La bordure 18 présente la forme d'un U, dont la partie médiane est désignée par 30, et les branches par 30 ' et 30 " Les branches 30 ' et 30 " sont assemblées avec la partie médiane 30 par des charnières pelliculaires

29 respectives La branche médiane 30 présente, à cha-

cune de ses extrémités, un évidement 37, dans lequel vient s'engager la saillie 38 de l'une des branches 30 ', " Les branches 30 ', 30 " présentent, sur leur côté tourné vers les ailettes 3, plusieurs saillies 39 Les "sonotrodes" de l'appareil de soudage par ultrasons sont appliquées de la manière décrite à propos de la figure 14 et les directions d'avance des éléments 30 ', 30 " sont

indiquées par des flèches 31.

La figure 20 représente la bordure 18 dans l'é-

tat o elle se trouve avant le montage On peut voir sur

cette figure qu'il s'agit ici d'une forme facile à obte-

nir avec un procédé de moulage par injection ou d'extru-

sion; en ce qui concerne la manipulation de la bordure 18, les trois éléments 30, 30 ' et 30 ", en raison de la

présence des charnières pelliculaires 29, sont à considé-

rer comme étant d'une seule pièce.

Pour la réalisation de fixation de pièces laté-

rales par encastrement des extrémités d'ailette dans la matière de la bordure, comme représenté sur les figures 11 à 20, il convient d'utiliser de préférence des procédés qui

assurent un ramollissement local de la matière de la bor-

dure A cet effet, il est particulièrement indiqué de re-

courir au procédé d'assemblage par ultrasons, dans lequel un développement de chaleur se produit de façon renforcée aux surfaces limites qui doivent être assemblées avec un

autre élément, en l'occurrence l'empilage d'ailettes.

L'assemblage de pièces en matière plastique par ultrasons est connu en soi et est décrit par exemple dans l'ouvrage

de Lehfeldt intitulé "Ultraschall" (Ultrasons) Vogel-Ver-

lag 1973, pages 77 et suivantes.

? 5 't 25 I

Claims (18)

REVENDICATIONS

1) Echangeur de chaleur et, en particulier, ra-

diateur pour véhicules automobiles, essentiellement cons-

titué par une pluralité de tubes parallèles et par des ailettes s'étendant transversalement à ces tubes, ainsi que par des collecteurs et des boites à eau adjacentes aux

ailettes supérieure et inférieure tandis que, sur les co-

tés de l'échangeur de chaleur formés par les extrémités des ailettes sont disposées des pièces latérales servant à la fixation, ledit échangeur de chaleur étant caractérisé

en ce qu'une bordure ( 8, 9, 18) formant chaque pièce laté-

rale, bordure qui est appliquée contre l'une des extrémi-

tés ( 3), des ailettes ( 3) est assemblée avec celles-ci à l'aide d'unmoyen adhésif ( 19) ou par encastrement des

extrémités d'ailette ( 3 *) dans la matière de ladite bordu-

re ( 8, 9, 18).

2) Echangeur de chaleur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la bordure ( 8, 18) est une bordure profilée ayant de préférence un profil en U, en L, en H, ou en S.

3) Echangeur de chaleur suivant l'une des revendi-

cations 1 et 2, caractérisé en ce que, dans la région des extrémités d'ailette ( 3 *), des encoches ( 23) ou des trous ( 22) sont prévus pour assurer une liaison mécanique de l'adhésif ou de la matière de la bordure ( 8, 9, 18) avec

les ailettes ( 3).

4) Echangeur de chaleur suivant la revendication 1,

caractérisé en ce que, dans la région des extrémités d'ai-

lette ( 3 *) sont prévues des surfaces ( 13) formées par des

parties coudées ( 12, 15 ', 16 ', 17 ') des ailettes ( 3), par-

ties qui s'étendent au moins approximativement perpendicu-

lairement à la direction longitudinale des ailettes ( 3).

? 504251

) Echangeur de chaleur suivant la revendication 4, caractérisé en ce que chacune des parties coudées ( 12, 15 ', 16 ', 17 ') s'étend au moins jusqu'à l'ailette immédiatement

supérieure ( 3 ') et au plus jusqu'à l'ailette située immédia-

tement au-dessus de celle-ci ( 3 "). 6) Echangeur de chaleur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la grandeur des parties coudées ( 12,

', 16 ', 17 ') est définie par des pattes ( 15, 16, 17) fai-

sant saillie au-delà de la grandeur des ailettes proprement dites ou par des encoches ( 20, 21) pratiquées à l'extrémité

des ailettes.

7) Echangeur de chaleur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les surfaces ( 13) sont disposées sur

le côté de l'échangeur de chaleur et/ou dans la zone adja-

cente des extrémités d'ailette ( 3 *) sur les cotés d'entrée d'air et de sortie d'air de l'échangeur de chaleur ( 1) et/ou dans des fentes pratiquées dans la zone extrême des ailettes ( 3).

8) Echangeur de chaleur suivant l'une des revendi-

cations 5 à 7, caractérisé en ce que le moyen adhésif ( 19) est un ruban adhésif double-face portant un adhésif

de préférence thermodurcissable.

9) Echangeur de Qhaleur suivant l'une des revendi-

cations 5 à 8, caractérisé en ce que la bordure ( 8, 18) et/ou la surface ( 13) des extrémités d'ailette ( 3 *) est

ou sont munies d'un moyen adhésif préparé à l'avance.

) Echangeur de chaleur suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la bordure ( 8, 18) présente, sur son

côté tourné vers les extrémités d'ailette ( 3), des sail-

lies ( 24) qui, après l'encastrement, s'étendent dans la ré-

gion des trous ( 22) entre les extrémités d'ailette ( 3 *).

9 ? 50425

11) Echangeur de chaleur suivant l'une des reven-

dications 3 à 5, caractérisé en ce que les extrémités

d'ailette ( 3 *) ou les zones latérales des parties cou-

dées ( 12) sont encastrées dans les branches ( 18 ', 30 ', 30 "), s'étendant le long des ailettes ( 3), d'une bordure profilée ( 18) en forme d'U ou le long des branches ( 18 ") d'une bordure profilée ( 18) en forme de H. 12) Echangeur de chaleur suivant la revendication 11, caractérisé en ce que la bordure profilée ( 18) est initialement constituée par deux ou trois éléments ( 25,

26, 30, 30 ', 30 ") tandis que le ou les plans de sépara-

tion s'étend ou s'étendent dans la direction longitudina-

le de la bordure profilée ( 18) et tandis que les éléments

( 25, 26, 30, 30 ', 30 ") sont soudés entre eux.

13) Echangeur de chaleur suivant la revendication

12, caractérisé en ce que, le long de chaque plan de sé-

paration, l'un des éléments ( 25, 30) présente un évide-

ment ( 28, 37) et l'autre élément ( 26, 30 ', 30 "), une saillie ( 27, 38) qui s'engage dans ledit évidement ( 28,

37).

14) Echangeur de chaleur suivant la revendication 13, caractérisé en ce que l'évidement ( 28) et la saillie ( 27) sont configurés en forme de V, l'angle d'ouverture de l'évidement ( 28) étant notablement plus grand que

l'angle de la saillie ( 27).

) Echangeur de chaleur suivant la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments ( 30, 30 ', 30 ") sont

assemblés entre eux au moyen de deux charnières pellicu-

laires ( 29).

16) Echangeur de chaleur suivant l'une des revendi-

cations 3 et 4, caractérisé en ce que les parties coudées Zig 425 ':

( 12) ne s'étendent pas sur toute la largeur des ailet-

tes ( 3), et en ce que les trous ( 22), vus dans la direc-

tion de poussée de la bordure ( 18) vers les ailettes,

sont situés près des parties coudées ( 12).

17) Echangeur de chaleur suivant l'une des reven- dications 1 et 2, caractérisé en ce que les extrémités

d'ailette ( 3 *) présentent une ouverture en queue d'aron-

de ( 31), moyennant quoi une sorte de rainure est formée le long du faisceau de tubes de l'échangeur de chaleur, rainure dans laquelle est engagée une saillie ( 32) prévue sur la bordure ( 18) et qui permet, après élargissement par déformation plastique, un encastrement des extrémités

d'ailette ( 3 *) dans la bordure ( 18).

18) Echangeur de chaleur suivant l'une des revendi-

cations précédentes, caractérisé en ce que la bordure ( 8, 9, 18) est en une matière plastique et, de préférence, en

une matière thermoplastique, extrudée ou moulée par in-

jection. 19) Procédé pour la fabrication d'un échangeur de chaleur suivant la revendication 5, ledit procédé étant

caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consis-

tant: à poser sur la surface ( 13) formée par les parties coudées ( 12, 15 ', 16 ', 17 ') un ruban adhésif double-face; à appliquer et à presser sur ce ruban la bordure ( 8, 9, 18);

et à faire ensuite durcir l'adhésif, de préférence par é-

chauffement des emplacements de collage.

) Procédé suivant la revendication 19, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant: à élargir une bordure profilée en forme d'U ( 18) en écartant l'une

de l'autre ses branches ( 18 ') en mettant à profit l'élas-

ticité du matériau de ladite bordure; puis à presser cel-

le-ci sur l'extrémité des ailettes; et enfin à laisser les ?O r 425

branches ( 18 ') de la bordure profilée ( 18) reprendre élas-

tiquement leur position initiale, de façon que lesdites branches ( 18 ') soient appliquées avec pression contre les

surfaces de collage qui se trouvent en regard d'elles.

21) Procédé pour la fabrication d'un échangeur de

chaleur suivant l'une des revendications 3 à 6, ledit

procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opéra-

tions consistant:à amener la bordure sur les extrémités d'ailette ( 3 *) présentant des encoches ( 23) ou des trous

( 22) ou sur la surface ( 13) formée par les parties cou-

dées ( 12, 15 ', 16 t, 17 '); à faire ramollir pendant un temps court le matériau de la bordure ( 8, 9, 18) dans la zone à assembler avec les ailettes ( 3); à encastrer les extrémités d'ailette ( 3 *) ou les parties coudées ( 12) dans la matière de la zone ramollie; et enfin à laisser la

matière reprendre son état solide initial.

22) Procédé pour la fabrication d'un échangeur de chaleur suivant la revendication 11, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à faire ramollir les branches ( 18 ') d'une bordure profilée en forme d'U ( 18); à amener les extrémités libres des

branches ( 18 '), par une avance appropriée, dans les espa-

ces intermédiaires entre les extrémités d'ailette ( 3);

et à laisser ensuite la matière ramollie reprendre son é-

tat solide initial.

23) Procédé pour la fabrication d'un échangeur de

chaleur suivant l'une des revendications 12 à 15, ledit

procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opéra-

tions consistant à: appliquer les éléments ( 25, 26 ou 30 ', 30 ") de la bordure par des saillies ( 25 ', 26 ' ou 39) de ces éléments contre les extrémités d'ailette ( 3 *); à faire pénétrer avec pression par ramollissement des saillies ( 25 ', 26 ' ou 39) et par une avance appropriée la matière

desdites saillies ( 25 ', 26 t ou 39) dans les espaces in-

termédiaires entre les extrémités d'ailette ( 3 *), moyennant

quoi les éléments ( 25, 26 ou 30, 30 ', 30 "t) sont rappro-

chés, cependant qu'un soudage entre les éléments ( 25, 26 ou 30, 30 ', 30 ") se produit dans la région du ou des plans

de séparation; et à laisser la matière ramollie repren-

dre son état solide initial.

24) Procédé pour la fabrication d'un échangeur de chaleur suivant la revendication 17, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant: à établir dans une fente ( 34) prévue dans une saillie ( 33) une pression appropriée qui, lors du ramollissement

de la matière de ladite saillie ( 33), assure un élargisse-

ment de celle-ci, de sorte que la matière flue entre les extrémités d'ailette ( 3 *); et à supprimer la pression

dans la fente ( 34) lors de la solidification de la matière.

) Procédé suivant l'une des revendications 21 à

24, caractérisé en ce qu'on procède au ramollissement lo-

cal de la matière de la bordure ( 18) par application d'ul-

trasons, soudage par friction, échauffement haute-fréquen-

ce ou par induction, ou à l'aide d'éléments chauffants.