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Radiateur pour machines à combustion d'aéronefs et de ----------------------------------------------------- véhicules.
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La présente invention a trait à un radiateur en métal léger, à sa construction et à sa fabrication. Ce radiateur est destiné plus particulièrement aux installations de maohi- nes à combustion sur aéronefs et véhicules.
Les radiateurs connus sont généralement constitués par un assemblage de tubes et d'ailettes soudés ou brasés reliant les chambres d'eau. Ils sont en métal lourd et ne convien- nent guère à être employés pour le refroidissement des machi- nes à combustion installées sur les aéronefs,.en raison de leur poids élevé. Pour réduire'leur poids on a déjà tenté de remplacer le métal lourd par du métal léger. Mais ces essais se sont heurtés à de grosses difficultés pour souder ou braser les métaux légers et résister à la corrosion.
On a donc proposé de fixer les tubes de refroidisse- ment en métal léger aux chambres d'eau par un procédé de laminage ou par pression. Une telle fixation ne suffit pas, dans bien des cas, pour supporter les efforts appliqués aux radiateurs d'aéronefs. Avec les radiateurs connus, il n'est pas possible d'aménager une grande surface de refroidisse- ment dans un petit espace.
L'invention a donc pour objet la réalisation d'un ra-
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diateur en métal léger, construit sans utiliser de procédé de soudure ou de brasure. Avec ce radiateur on a une grande surface de refroidissement pour un poids réduit dans un es- pace restreint. Les tubes de refroidissement sont constitués par des tubes en métal léger à parois minces qui constituent un bloc de radiateur grâce à leur fixation sur les deux pla- ques de fond des chambres d'eau. Ces tubes sont aplatis sur la plus grande partie de leur longueur, et les parties cour- tes des extrémités cylindriques des tubes qu'il s'agit de fixer aux parois des chambres d'eau ont des parois présentant une augmentation d'épaisseur, et leur diamètre a été diminué par étirage.
Ce nouveau radiateur présente dono, avec un nombre réduit de tubes, la plus grande surface de refroidis- sement pour le plus faible encombrement, parce que la réduc- tion de leurs extrémités permet d'agencer les tubes dans les plaques de fond beaucoup plus près les uns des autres, que si leur diamètre n'était pas diminué. On obtient ainsi une ré- sistance à l'air et à l'avanoement aussi faible que possible de l'aéronef. Les parties aplaties des tubes du radiateur peuvent également être courbées pour pouvoir adapter le radia- teur aux contours d'un véhicule à moteur.
Une autre particularité de l'invention réside dans le mode de fixation des tubes du radiateur aux plaques de fond des chambres d'eau au moyen d'un outil dans le genre d'un mandrin, qui a pour effet d'écarter la matière constituant le tube, dans la zône où. il est en contact avec la paroi de la plaque de fond de la chambre à eau, et de la rabattre vers l'intérieur de cette chambre. Il se forme alors sur la partie intérieure de la chambre d'eau une plus forte épais- seur de la paroi du tube. D'autre part, l'outil étant de for- me conique, l'extrémité du tube ressortant à l'extérieur de la ohambre à eau se trouve renforcée par un bourrelet.
Au moment de la fixation du tube, il se produit donc une sorte
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de sertissage à froid de la matière de même qu'une compression intense du tube dans l'ouverture de passage de cette surface, ce qui donne lieu à une liaison très solide et parfaitement étanche.
L'utilisation de tubes en métal léger ayant une épais- seur de paroi de moins de 1/2 mm entre également dans le cadre de cette invention en vue de la fabrication de radia- teurs. Mais comme des tubes très fins ne possèdent pas une section suffisante pour permettre l'expansion de la matière dont ils sont faits, on pose sur la partie conique à l'extré- mité des tubes, des douilles spéciales. L'expansion ne se produit alors pas sur le tube lui-même, mais sur la douille.
A cet effet, celle-ci a une paroi munie d'un renflement inté- rieur. La matière constituant la douille est alors compri- mée de dedans en dehors à l'endroit de la surépaisseur au moyen d'un outil introduit à l'intérieur de la douille, de manière à former un bourrelet sur la chemise extérieure de la douille et une gorge annulaire dans la paroi du tube lui- même.
D'après une autre caractéristique de l'invention, on peut encore augmenter la surface de refroidissement en exécutant les tubes avec une partie aplatie comportant des ailettes.
Les ailettes ne sont pas prises dans une masse, mais elles sont alors obtenues par une opération d'emboutissage.
Un autre objet de l'invention consiste en outre dans le mode de fixation simplifiée des chambres à eau sur les faces correspondantes du radiateur.
On va maintenant expliquer en détail l'objet de l'in- vention, à l'aide du dessin annexé où sont reproduits plu- sieurs exemples de sa mise en application, et dans lequel :
La fig. 1 est une vue d'un radiateur;
Les fig. 2 à 5 sont les différents stades de fabrica- tion des tubes de refroidissement;
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La fig. 6 montre en coupe longitudinale la fixation d'un des tubes sur l'épaisseur correspondante d'une plaque de fond de chambre à eau ;
La fig. 7 est une vue de l'outil servant à cette fixation ;
La fig. 8 est une coupe longitudinale d'une douille uti- lisée pour la fixation de tubes minces;
La fig. 9 est une coupe longitudinale à travers l'extré- mité d'un tube fixé dans la plaque de fond de la chambre à eau au moyen d'une douille;
La fig. 10 représente l'outil servant à la fixation des extrémités des tubes avec les douilles;
La fig. 11 est un autre outil de fixation avec tige de sertissage ou d'étirage;
La fig. 12 est une coupe longitudinale d'un radiateur de forme différente;
La fig. 13 est un tube de radiateur muni de nervures ou d'ailettes creuses;
La fig. 14 est un mode de fixation simplifiée des cham- bres à eau avec les parties correspondantes du radiateur.
Le radiateur constitué par l'assemblage des tubes est exécuté sans soudure. Son encombrement est faible et malgré cela il possède une grande surface de refroidissement pour assurer un bon échange de chaleur. Entre les chambres à eau b,c sont fixés les tubes a. Les chambres à eau sont réunies aux faces de fixation des tubes e au moyen de brides d Les tirants! ne sont pas entièrement rigides, mais on leur a laissé une certaine élasticité permettant une dilatation relativement importante des tubes en métal léger. Entre les tubes a on a disposé des tôles d'espacement g contre lesquel- les appuient latéralement les tubes du radiateur.
Par suite du sertissage exécuté sur l'extrémité h du tu- be uni, mince, que reproduit la fig. 2, on obtient une dimi- nution de son diamètre et une augmentation des parois à cet-
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te extrémité (fig. 3). L'opération suivante consiste à apla- tir le tube a entre les deux extrémités h qui ont été étirées par le sertissage. Lorsque la matière première est par exem- ple un, tube d'aluminium ayant un diamètre extérieur de 10 mm et une épaisseur de paroi de 0,5 mm, le diamètre extérieur aux extrémités se trouve ramené à 6 mm, et la paroi est renforcée à 1 mm. Après le passage à la forme aplatie des fig. 4 et 5 la partie plate 1 a une dimension extérieure de 16 mm et de 2 mm pour une section interne de 15 mm et de 1 mm.
Dans une plaque de radiateur de mêmes dimensions e on peut donc agen- cer beauooup plus de tubes dont l'extrémité a été réduite à 6 mm. que de tubes ayant un diamètre extérieur de 10 mm.
La fixation des tubes a s'effectue au moyen d'un outil k en forme de mandrin (fig. 6 et 7) serré de préférence dans une/machine à percer et tournant aveo celle-ci. L'outil pos- sède à son extrémité une sorte d'olive à laquelle fait suite un corps conique p dont le diamètre au point g est ; plus faible que l'olive o mais plus large à la surface r que celle-oi, qui est elle-même plus large que le diamètre inté- rieur du tube. Les extrémités h du tube sont introduites dans les plaques e formant le fond d'une chambre à eau et 1'on passe l'outil k dans l'extrémité du tube en direction de la flèche !.. Par suite de l'effet de sertissage obtenu, il se forme une surépaisseur de la paroi m derrière la face interne de la plaque et un rebord au bourrelet n sur la face externe de la plaque.
Ces déformations prennent naissance, @ par suite de la forme spéciale de l'outil k, directement l'une après l'autre, de telle sorte que le tube a subit un premier serrage le fixant dans la plaque de fond e, et le rendant parfaitement étanohe. ;
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Lorsqu'il s'agit de tubes dont les parois sont particu- lièrement minces, la fixation s'accomplit comme le montrent les fig. 8 à 11 avec une douille de montage e. La douille possède un rebord extérieur t et une paroi en surépaisseur en u.
La douille est introduite sur l'extrémité du tube h et la matière est alors comprimée dans la partie renforcés u au moyen d'un outil approprié en forme de mandrin, et subit une déformation par sertissage ou étirage ayant pour résultat de former un bourrelet v sur la chemise extérieure de la douille, qui produit alors un renflement w de l'extrémité h du tube, dans le genre d'une dépression annulaire.
D'après la fig. 10, l'élargissement de la douille 5 et la fixation du tube a dans la plaque de fond e s'effectuent au moyen d'un mandrin x passant dans un fourreau y ayant un point d'appui extérieur, et s'y déplaçant au moyen d'un file- tage z Ce mandrin peut être entrainé dans sa rotation par une machine appropriée et provoque la déformation de la ma- tière ainsi que la fixation du tube par son déplacement de dehors en dedans, après avoir été introduit à l'intérieur du tube.
D'après la fig. 11, la fixation du tube de radiateur peut s'effectuer au moyen d'une tige de sertissage A pas- ée dans la douille .9 avant l'introduction de celle-ci sur l'extrémité du tube. Dans le cas considéré, le déplacement de matière résulte de la traction de la tige A de dedans en dehors. Cette tige de traction A est prise dans une machine à étirer produisant l'effet de torsion. La douille y. appuie contre le rebord 1 de la douille, ce qui ne provoque pas d'effort de traction sur la douille elle-même lors du mouve- ment de traction exercé sur la tige A.
Le radiateur préconisé par l'invention peut également être muni de tubes courbes. La partie plate des tubes peut
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être courbée comme lemontre la fig. 12 Les extrémités ron- des étirées des tubes restent droites et sont introduites per- pendioulairement dans la plaque de fond des tubes. Le radia- teur courbe.peut facilement s'adapter tout particulièrement au fuselage d'un aéronef ou au montage d'un moteur.
Les ailettes creuses B reproduites à la fig. 13 sont destinées à augmenter la surface de refroidissement. L'exé- oution de ces ailettes a lieu au moyen d'une forte pression hydraulique, exercée à l'intérieur du tube a, et dépassant la limite d'expansion de la matière constituant le tube. Ce dernier est alors serré dans une étampe ou matrice dans la- quelle la matière se dilate en formant les ailettes creuses.
La fig. 14 représente un mode de fixation particulière- ment simple entre les chambres à eau et les plaques de fond du radiateur. Les chambres à eaux consistent en une envelop- pe formant couvercle 0 vissée sur le pourtour de la plaque de fond e Sur la partie interne du couvercle c de l'enveloppe, on a soudé à l'autogène des douilles d'écartement D; celles- ci peuvent être coulées ou fixées de toute autre manière ap- propriée. Les douilles D sont agencées sur le couvercle d'en- veloppe C à l'endroit de fixation des boulons 1 serrant les tirants. Le boulon! est rivé par son oreille ]? sur l'en- tretoise de tirant G et se prolonge à travers le couvercle d'enveloppe C Le couvercle 0 est comprimé oontre le joint K et contre la plaque de fond e par un éorou de fixation H, alors qu'un autre éorou L réunit le tirant avec la plaque de fond.
La douille D est oonformée intérieurement, de ma- nière à empêcher l'écrou L de tourner. En desserrant 1'écrou H, on peut retirer le oouverole de l'enveloppe sans avoir besoin de dévisser le boulon de tirant E de la plaque de fond . Lorsqu'on remet en place le couvercle et qu'on re- visse l'éorou H, la douille D appuie par son bord inférieur oontre le joint K, ce qui assure l'étanchéité totale du
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milieu de refroidissement.
La radiateur conforme à l'invention peut être utilisé aussi bien comme radiateur à eau que comme radiateur à huile.
On peut également agencer plusieurs éléments ou blocs de radiateur les uns derrière les autres, ou à côté les uns des autres.