FR2712968A1

FR2712968A1 - Echangeur de chaleur à tubes plats parallèles aboutissant dans des collecteurs composés.

Info

Publication number: FR2712968A1
Application number: FR9413966A
Authority: FR
Inventors: Bonnert Klaus; Forster Klaus; Volker Cord
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1994-11-22
Publication date: 1995-06-02
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: FR2712968B1; DE4339952B4; DE4339952A1

Abstract

L'invention concerne plus spécialement l'assemblage des collecteurs d'un tel échangeur, composés chacun d'un fond, d'un couvercle, de pièces de fermeture terminales et d'au moins une cloison intérieure pour dévier le fluide d'échange thermique. Afin de simplifier la manipulation du collecteur (3) avant l'assemblage par soudage de l'échangeur de chaleur, on prévoit des déformations (12) dirigées radialement vers l'intérieur dans les bords latéraux (7, 8) du fond (5) et du couvercle, déformations pour la réalisation desquelles la cloison intérieure (10) sert d'appui. L'échangeur constitue de préférence un condenseur de fluide frigorigène pour véhicules automobiles.

Description

L'invention concerne un échangeur de chaleur

comportant plusieurs tubes plats parallèles dont les ex-

trémités sont situées dans des ouvertures correspondantes de tubes collecteurs composés chacun d'un fond et d'un couvercle engagés l'un dans l'autre par des bords laté- raux et pourvus chacun de pièces de fermeture terminales, ainsi que d'au moins une cloison placée transversalement

à sa direction longitudinale à l'intérieur du collecteur.

Par le document EP-A-0 374 896, on connaît un

échangeur de chaleur comportant plusieurs tubes plats pa-

rallèles dont les extrémités sont situées dans des ouver-

tures correspondantes de tubes collecteurs. Ces collec-

teurs sont composés chacun d'un fond et d'un couvercle engagés l'un dans l'autre par des bords latéraux, et sont

pourvus chacun de pièces de fermeture terminales. A l'in-

térieur du collecteur, se trouve au moins une cloison, placée transversalement à la direction longitudinale du

collecteur et servant à dévier le fluide d'échange ther-

mique. Selon l'agencement connu, le fond et le couvercle sont réalisés, dans leur zone de recouvrement mutuel, de

manière que le fond y présente des évidements dans les-

quels pénètrent des saillies formées par des empreintes

faites dans l'autre face du couvercle. Les sail-

lies/empreintes doivent, dans ce cas, être situées dans une zone extérieure à la section droite proprement dite du collecteur, afin qu'un appui adéquat puisse avoir lieu lors de l'opération de déformation pour les produire, ou alors les saillies/empreintes doivent être préformées et venir s'engager dans des ouvertures correspondantes de la pièce antagoniste. L'application d'efforts en direction radiale du collecteur provoquerait des fléchissements dans la zone de joint et interdirait ainsi un soudage fiable. Le but de la présente invention est de créer un échangeur de chaleur, du type générique indiqué au début, dont les pièces formant le collecteur puissent être reliées de manière simple et dont le collecteur conserve

en même temps sa stabilité de forme.

Selon l'invention, on obtient ce résultat, avec un échangeur de chaleur du type indiqué, par le fait que des déformations dirigées radialement vers l'intérieur

sont prévues dans les bords latéraux au droit de la cloi-

son, laquelle sert d'appui pour ces déformations.

Les avantages essentiels de l'invention pro-

viennent de ce que les pièces formant le collecteur peu-

vent être assemblées mécaniquement de façon fiable d'une manière simple, la stabilité de forme étant garantie par la cloison, laquelle constitue un appui intérieur dans la zone des bords à souder ensemble. Ainsi, le collecteur

peut déjà être manipulé comme un composant d'un seul te-

nant avant même le soudage de l'échangeur de chaleur, ce qui est avantageux surtout lors de la mise en place par pressage du collecteur sur les extrémités des tubes plats. Selon un perfectionnement préféré de l'objet de

l'invention, les déformations sont produites par enfonce-

ment d'un outil pointu. Un pointeau ou un outil compa-

rable en forme de coin conviennent particulièrement dans ce but. Le dispositif pour produire ces déformations du matériau des deux parties chevauchantes est réalisé de manière qu'il corresponde exactement à la position des

cloisons à l'intérieur du collecteur, la fixation s'ef-

fectuant simultanément à tous les points de déformation.

Il est considéré avantageux d'utiliser un pointeau por-

tant sur le côté avant de son fût une pointe entourée la-

téralement d'une face de nivellement. Cette face limite la profondeur de pénétration de la pointe et contribue

ainsi à la sûreté dans la fabrication. Pour qu'une liai-

son efficace à complémentarité de formes soit réalisable sur une surface aussi petite que possible, la pointe de

l'outil doit avoir un angle de 25 à 40 , mais de préfé-

rence de 30 .

Afin de faciliter la pénétration du matériau du

bord radialement extérieur dans le bord radialement inté-

rieur et d'obtenir ainsi une liaison à complémentarité de formes particulièrement bonne, il convient que le bord latéral situé radialement à l'intérieur présente, à la surface de contact avec le bord latéral situé radialement à l'extérieur, un creux préfabriqué à chacun des endroits prévus pour les déformations. Il convient qu'un tel creux possède une forme conique ou conoide. Pour qu'il n'y ait

pas de transpercement du matériau du bord radialement in-

térieur, il est proposé que le creux - dans la mesure o un tel creux est prévu - ou la profondeur de pénétration de la déformation corresponde tout au plus à 2/3 de

l'épaisseur du matériau du collecteur. Dans le but de fa-

ciliter plus encore la pénétration du matériau de la par-

tie située radialement à l'extérieur dans le bord de la partie située radialement à l'intérieur, la partie du collecteur portant les bords radialement intérieurs peut

être faite d'un alliage d'aluminium plus dur que la par-

tie portant les bords situés radialement à l'extérieur.

L'épaisseur de la cloison est de préférence de 3 mm car une telle épaisseur procure une force d'appui

suffisante et augmente en outre la sûreté dans la fabri-

cation s'il y a des écarts de positionnement des points de déformation prévus. Cette épaisseur garantit en plus le positionnement exact de la cloison et son orientation

à angle droit par rapport à l'axe longitudinal du collec-

teur.

D'autres caractéristiques et avantages de l'in-

vention ressortiront plus clairement de la description

qui va suivre d'un exemple de réalisation non limitatif, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue de l'extérieur d'un collecteur dans lequel ont été introduites les extrémités de tubes plats; - la figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, mais à plus grande échelle; et - la figure 3 montre un segment d'un outil pour

réaliser les déformations.

Les figures 1 et 2 représentent une partie d'un échangeur de chaleur 2 pouvant servir par exemple de

condenseur de fluide frigorigène pour véhicules automo-

biles - qui comprend un grand nombre de tubes plats 1 dont les extrémités débouchent dans un (tube) collecteur 3 et entre lesquels sont disposées des ailettes ondulées 9. Pour la réception des extrémités des tubes plats 1, le

collecteur 1 possède des soyages 4 dirigés vers l'inté-

rieur et se terminant par des ouvertures semblables à des fentes. Le collecteur 3 est composé d'un fond 5 et d'un couvercle 6 qui sont reliés entre eux par des bords 7 et

8 chevauchants. On peut voir sur la figure 2 que le cou-

vercle 6 possède un bord latéral 8 situé radialement à l'intérieur, que le fond possède un bord latéral 7 situé

radialement à l'extérieur et que ces bords 7 et 8 présen-

tent une surface de contact 15 commune.

La figure 1 montre que pour dévier l'écoulement

et aussi en tant que pièces de fermeture latérales, plu-

sieurs cloisons 10 sont placées à l'intérieur du collec-

teur 3 entre le fond 5 et le couvercle 6, cloisons qui

correspondent exactement à la section droite du collec-

teur 3 et possèdent chacune une saillie 11 dépassant à travers une ouverture 14 en forme de fente du couvercle 6 du collecteur 3. Dans la zone de chaque cloison 10, on a prévu, des deux côtés de l'axe longitudinal du collecteur 3, une déformation 12, dirigée vers l'intérieur, des

bords latéraux 7, déformation pour la réalisation de la-

quelle la cloison 10 sert d'appui intérieur. Dans la re-

présentation selon la figure 2, la déformation 12 est

produite par enfoncement d'un pointeau, provoquant la pé-

nétration d'une pointe 13 du matériau du fond 5 dans le matériau du couvercle 6, de sorte qu'on obtient une liaison à complémentarité de formes entre fond 5 et couvercle 6. L'enfoncement de la pointe du pointeau laisse un creux conoide 16 dans le bord 7 situé à l'extérieur, creux dont l'angle d'ouverture a correspond à la pointe du pointeau et est de 30 dans cet exemple. Comme on peut le voir également sur la figure 2, la profondeur de pénétration s de la déformation 12 dans le bord 8, situé radialement à l'intérieur, correspond à peu près aux 2/3 de l'épaisseur d du matériau du collecteur

3, plus exactement du couvercle 6.

La figure 3 montre le segment avant d'un outil sous la forme d'un pointeau 20. Celui-ci présente une

pointe 18 à l'extrémité avant de son fût 17. Latérale-

ment par rapport à cette pointe 18, l'extrémité avant du fût 17 est réalisée pour former une face de nivellement

19 plane, orientée à angle droit par rapport à l'axe lon-

gitudinal du fût 17. Cette face de nivellement 19 limite la profondeur de pénétration de la pointe 18, ce qui évite le transpercement du matériau. De plus, la face de

nivellement 19 égalise des plis ou des renflements éven-

tuellement créés dans la zone d'enfoncement du pointeau, de sorte que le risque de points de soudage défectueux

est réduit.

Claims

REVENDICATIONS

1. Echangeur de chaleur (2) comportant plu-

sieurs tubes plats (1) parallèles dont les extrémités sont situées dans des ouvertures correspondantes de tubes collecteurs (3) composés chacun d'un fond (5) et d'un

couvercle (6) engagés l'un dans l'autre par des bords la-

téraux (7, 8) et pourvus chacun de pièces de fermeture terminales, ainsi que d'au moins une cloison (10) placée

transversalement à sa direction longitudinale à l'inté-

rieur du collecteur (3), caractérisé en ce que des défor-

mations (12) dirigées radialement vers l'intérieur sont prévues dans les bords latéraux (7, 8) au droit de la

cloison (10), laquelle sert d'appui pour ces déforma-

tions.

2. Echangeur de chaleur selon la revendication

1, caractérisé en ce que les déformations (12) sont réa-

lisées par enfoncement d'un outil pointu, en particulier

d'un pointeau (20).

3. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le pointeau (20) comprend un fût (17) ainsi qu'une pointe (18) située sur le côté avant du fût (17) et entourée latéralement, sur le côté avant,

d'une surface (19) formant une face de nivellement.

4. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pointe (18) a un angle de 25

à 40 , de préférence de 30 .

5. Echangeur de chaleur selon une des revendi-

cations précédentes, caractérisé en ce que le bord laté-

ral (8) situé radialement à l'intérieur, possède, à la

surface de contact avec le bord latéral (7) situé radia-

lement à l'extérieur, un creux préfabriqué à chacun des

endroits prévus pour les déformations (12).

6. Echangeur de chaleur selon la revendication , caractérisé en ce que le creux est conique ou conoïde.

7. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le creux (16) possède une profondeur de pénétration (s) correspondant tout au plus à 2/3 de l'épaisseur (d) du matériau du collecteur (3),

plus exactement de son couvercle (6).

8. Echangeur de chaleur selon une des revendi-

cations 5 à 7, caractérisé en ce que la partie du collec-

teur (3) portant les bords (8) situés radialement à l'in-

térieur, est faite d'un alliage d'aluminium plus dur que la partie portant les bords (7) situés radialement à l'extérieur.

9. Echangeur de chaleur selon une des revendi-

cations précédentes, caractérisé en ce que la cloison

(10) possède une épaisseur d'environ 3 mm.