FR2740366A1 - ASSEMBLY OF A TUBULAR PLATE AND A TUBE AND METHOD AND A TOOL FOR ITS IMPLEMENTATION - Google Patents
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Abstract
Ensemble (2) formé d'un plateau (6) et d'au moins un tube (16), dont une extrémité (12) passe dans un trou (8) de ce plateau 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. L'arrêt interdisant l'arrachement est formé par 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 (6) qui est tourné vers cette extrémité. Application par exemple à un réfrigérant ou à une boîte à eau d'un radiateur.Assembly (2) formed of a plate (6) and at least one tube (16), one end (12) of which passes through a hole (8) of this plate in which it is fixed by radial enlargement, optionally with interposition of an elastic sealing material, and which has a stop which prevents it from being pulled out and which is perpendicular to its axis of symmetry. The stop preventing tearing is formed by a sweating (34) in the form of an annular collar which is produced in the region of the end of the tube and which bears against the side of the plate (6) which faces this end. . Application for example to a coolant or to a water box of a radiator.
Description
i L'invention se rapporte à un ensemble se composant d'un plateauThe invention relates to an assembly consisting of a plate
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 tubular, in particular part of a refrigerant, and at least one tube, one end of which passes through a hole of the plate in which it is fixed by radial expansion, possibly with the interposition of an elastic sealing material, and which has a stop which forbids its tearing and which is perpendicular to its axis
de symétrie.of symmetry.
Un tel ensemble est décrit par exemple dans EP 0 567 410 A1. Such an assembly is described for example in 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 In this assembly, a deformation in the form of sweat, which is provided on the side of the tubular plate which is opposite the end of the tube, constitutes a stop in the direction of threading of this end into the hole. The other inner side of the end of the tube that opens into the tubular plate is widened to the tulip end to prevent it from being torn off the hole. The execution of this enlargement causes strong stretching and high tensions which greatly increase the risk of formation of cracks in the extreme side of the tube. The so-called tulip crevices cause leakage either as soon as the assembly is made or when it is used.
ultérieure lors de l'apparition d'efforts thermiques et/ou mécaniques. subsequent occurrence of thermal and / or mechanical forces.
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 DE 40 28 233 A1 describes an assembly as specified in the preamble and which has the form of a heat exchanger. The end of the tube passing through the hole of the tubular plate is not fixed by widening of the sealing seat, but in that the hole has a large staged section on the side of the plate which is turned towards the end. of the tube and then a deformation of the end of the tube having a form of sweating similar to an annular flange is performed using an expensive tool clamping by pushing this end of the tube. The radially oriented sweat deformation on the one hand forms an axial abutment and on the other hand ensures radial attachment or clamping of the tube in the hole. However, it is necessary to make a stepped hole in the tubular plate for the realization of this known assembly and requires a clamping tool which is relatively expensive. The tube does not fix itself in the hole by a surface formed of the whole of its envelope, because a tightening occurs only in the zone of the deformation in the form of
suage, ce qui peut ne pas être souhaitable dans certaines applications. sweating, which may not be desirable in some 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 In addition, an auxiliary insert having the shape of a ring is required. The invention therefore certainly aims to improve an assembly of a tubular plate and a tube of the type as specified in the preamble so as to reduce the risk of formation of cracks at the end of the tube, but also of raising the safety to prevent the tube can be torn off the tray, the assembly must also be made cheaply. The invention also relates to a method as well as to a tool for producing the assembly
amélioré.improved.
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 According to an essential feature of the invention, the stop preventing tearing is formed of a sweat of the type of an annular collar which is formed in the region of the end of the tube and which bears against the side of the tray tubular which is turned towards this
extrémité.end.
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 The tube widened in the hole over its entire envelope and thus fixed by a tight fitting surface in this hole of the tubular plate is reliably held and is insensitive to overturning torques. The assembly according to the invention offers great security avoiding the tube being torn off the plate. Compared to the known embodiments in which the end of the tube is widened in tulip, the assembly according to the invention has an overlap of the free surface of the hole section by the tube which is enlarged by a factor of 15 Moreover, no more cracking from the extreme side of the tube appears, because it is possible to give up advantageously to an enlargement of the end of the tube-shaped tulip. This also represents another simplification of the manufacturing process and in particular when elliptical transverse shapes are
réalisées avec un rapport de diamètres d'environ 2 jusqu'à 2,5 à 1. made with a diameter ratio of about 2 to 2.5 to 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 It is also possible to provide embodiments of the assembly according to the invention in which the sweat forms the transition with an end section of the tube which constitutes an extreme cylindrical side or in which one side of the sweat itself which is transversal to the axis of symmetry of the tube forms the side
extrême du bout du tube.extreme of the end of the 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 According to an advantageous embodiment of the assembly according to the invention, the sweat has an outside diameter, considered in the direction of the axis of symmetry of the tube, which produces an overlap of 0.3 to 1 mm, preferably 0.5 to 1 mm for an approximate diameter of the tubular plate hole of 8 to 11 mm. Another object of the invention is to provide a method of manufacturing an assembly according to the invention which is characterized in that the end of the tube is inserted into the hole of the tubular plate, in that the sweat by pushing back the end of the tube and widening the sealing seat is produced by depressing an expanding mandrel in the hole of the tube by the side of the end and more particularly before, during or after the backflow of
l'extrémité du tube.the end of the 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 According to an advantageous variant of the method, the discharge of the end of the tube and the widening of the sealing seat are made in such a way that the widening of an end section of the tube prescribes the position of the sweat to be produced, this position being defined at the transition of the extended end section of the
tube à la partie de ce tube qui n'est pas encore élargie. tube to the part of this tube that is not yet enlarged.
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 It is not, in the case of this enlargement ensuring a simultaneous centering of the end section of the tube, of a strong enlargement in tulip which is necessary in the prior art for the formation of a security against the tearing, on the contrary it corresponds to the enlargement of the seat or it is less than
celui-ci.this one.
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 The centering or widening of the end section of the tube is advantageously carried out by an anterior part of the mandrel used for widening the sealing seat. It is therefore
possible d'utiliser un seul et même outil. possible to use one and the same tool.
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 The tool according to the invention which is intended for the realization of the assembly according to the invention of a tubular plate and a tube is characterized in that it consists of an expanding mandrel and a plate or a sleeve are mounted in one another and in that the discharge plate or sleeve is concentric with the mandrel and is displaceable thereon so that the mandrel can be inserted into the hole of the mandrel. tube by the side of the end and that the plate or the discharge sleeve for producing the sweat is movable against the end side of the end of the tube. The tool according to the invention makes it possible to sweat before, during or after widening the sealing seat of the tube. It is possible to center the end of the tube by means of an anterior part of the expanding mandrel and it is possible to carry out the pressing of the end of the tube without having to remove the mandrel used for centering. At the completion of the repression, this chuck may, on the contrary, continue to be advanced to an extreme point at which
l'élargissement du siège d'étanchéité est obtenu. the enlargement of the sealing seat is obtained.
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 When the forces transmitted by the expanding mandrel and the discharge plate or sleeve are independent, the latter may remain on the end of the tube at the end of the discharge or may be withdrawn to the initial position before the execution of the discharge.
l'élargissement du siège d'étanchéité. the widening of the sealing seat.
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 The invention will be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a representation of the successive steps of making an assembly according to the invention and FIG. 2 represents a variant embodiment of
l'ensemble selon l'invention.the assembly according to the 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 FIG. 1 represents various successive steps of the method of producing an assembly of a tube and a plate bearing the overall reference 2 by means of a tool bearing the reference 4. The assembly of the tube and the plate comprises a tubular tray 6, for example a water box or a refrigerant or the like. A through hole 8 made in the tubular plate 6 is delimited by a cylindrical collar 10. An end 12 of a tube 16 carrying heat exchange fins 14 is threaded into the hole 8, a seal 18 in elastic material, which passes through the hole 8, being provided on the upper side, in the representation of Figure 1, the plate 6 and being supported externally against the tube 16. In step 0 of the method that represents Figure 1 the tube 16 is not yet fixed in the hole of the plate and the clamping tool 4 is in the initial position. The tool 4 comprises a rod-shaped expanding mandrel on which a discharge sleeve 22 is axially displaceable. The mandrel 20 comprises a part
antérieure légèrement conique 24 de centrage de l'extrémité 12 du tube. slightly tapered front 24 of centering of the end 12 of the 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 This anterior part forms the transition with a cylindrical bearing portion 26 to which follows a portion 28 of increasing outer diameter which is intended for widening the sealing seat of the
tube 16.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 The tool 4 is brought into the end 12 of the tube for its centering, then the mandrel 20 is introduced into the hole 30 of this
extrémité 12 du tube. Celle-ci est alors élargie dans une zone 32. end 12 of the tube. This is then expanded in a 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 In step 2 shown in FIG. 1, the discharge sleeve 22 is moved towards the hole 8 of the plate and thus the portion 32 of the end of the tube undergoes an outward deformation and in particular an annular sweat 34 is form. In addition, mandrel 20 is also moved in step 2 slightly further to hole 8 of the tray. At the end of the formation of the sweat, the discharge sleeve 32 can be brought back as shown at 3 to its initial position of the step 0 or it can remain as shown at 4 on the extreme side 36 of the end 12 of the tube when the expansion mandrel 20 of the sealing seat is brought to the extreme position shown in this step 4. In this position, the tube 16 is pushed onto the entire part of its envelope located inside the hole 8 against the collar 10 and against the seal and it is held tight fit. The sweat 34 forms an overlap of the free hole of the tubular plate 6 and thus provides a great safety against the tearing of the tube 16
hors du plateau tubulaire 6.outside the tubular plate 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 Finally, FIG. 2 represents an alternative embodiment of the assembly 2 in which, unlike FIG. 1, the tip 12 of the tube has no end portion 40 oriented in the direction of the length, but the side extremity 42 of the end 12 of the tube is formed on one side 34 'of the sweat which is perpendicular to the axis of
symétrie du tube.symmetry of the tube.
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Also Published As
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| FR2740366B1 (en) | 1998-12-18 |
| DE19539969A1 (en) | 1997-04-30 |
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