EP2282155A2 - Side plate and heat exchanger comprising side plates - Google Patents

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EP2282155A2
EP2282155A2 EP10182795A EP10182795A EP2282155A2 EP 2282155 A2 EP2282155 A2 EP 2282155A2 EP 10182795 A EP10182795 A EP 10182795A EP 10182795 A EP10182795 A EP 10182795A EP 2282155 A2 EP2282155 A2 EP 2282155A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cheek
expansion zone
play according
zone
expansion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10182795A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2282155A3 (en
Inventor
Christian Riondet
Jean-Marc Lesueur
Jean-Michel Haincourt
Vincent Leteillier
Alan Day
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34949812&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2282155(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP2282155A2 publication Critical patent/EP2282155A2/en
Publication of EP2282155A3 publication Critical patent/EP2282155A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements

Definitions

  • the invention relates to a cheek for heat exchanger, including a heat exchanger for the equipment of a motor vehicle, and a heat exchanger equipped with such a cheek.
  • Conventional heat exchangers comprise a bundle of tubes delimited by two end tubes.
  • spacers may be provided between the tubes of the bundle to improve the heat exchange.
  • An end spacer may be disposed on the outer face of each of the end tubes.
  • the exchanger further comprises two collector plates traversed by the ends of the bundle of tubes. Furthermore, a cheek is conventionally arranged directly on the end spacer of one of the end tubes.
  • the cheeks of a heat exchanger and form spacer between the collector plates to maintain a constant spacing between them and facilitate the manufacture of the exchanger. Furthermore, they can be used to support and maintain accessory bodies related to the heat exchanger, such as a motor-fan unit.
  • each cheek comprises a central core, bordered by two longitudinal wings that extend along the cheek.
  • the central core is usually rectangular and flat.
  • Each longitudinal wing protrudes from the plane defined by the central core.
  • the cheek thus has a substantially U-shaped cross section.
  • the longitudinal wings are conventionally designed to stiffen and strengthen the associated cheek.
  • the conventional heat exchanger tubes tend to have a relatively small thickness, to limit the manufacturing costs of the exchanger.
  • the tubes are less and less resistant to thermal shocks and the risks of rupture mentioned above increase accordingly.
  • the patent FR 2 183 375 proposes a transverse fold, in the form of a lyre, on the bracket which connects the cheek to the collector plate or directly on the cheek.
  • the patent application EP 1 195 573 proposes an opening on each cheek so that a portion of the edge of the opening is located near an edge of the cheek. Furthermore, a fold is provided which extends transversely from the aforementioned portion of the edge of the opening to the edge of the cheek located in its vicinity.
  • the present invention improves the situation.
  • the invention proposes a cheek for heat exchanger, in particular heat exchanger of a motor vehicle, said cheek having a substantially flat central core, bordered by two longitudinal wings, and at least one expansion zone to compensate for longitudinal dilations of the cheek.
  • said dilation zone comprises two lateral folds disposed on either side of the longitudinal axis of the cheek ( ⁇ ), each lateral fold extending over a part of the wings and on a corresponding part of a zone for connecting the wings to the central core so that the cross section of the cheek in the expansion zone is substantially U-shaped.
  • the invention also relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, comprising such a cheek.
  • Said exchanger comprises, for example, a bundle of tubes and spacers interposed between the tubes of the bundle to promote the exchange of heat.
  • the beam is delimited by two end spacers.
  • the exchanger further comprises two collector plates, intended to be traversed by the ends of the beam, and at least one said cheek is disposed on one of the end spacers.
  • the figure 1 shows a heat exchanger 1, including a heat exchanger for a motor vehicle.
  • the heat exchanger 1 comprises a tube bundle 2 parallel to each other and arranged between two collector plates 4. Each collector plate 4 is traversed by one end of the bundle. Each collecting plate 4 is covered by a collecting box 3.
  • Heat exchangers in the form of corrugated spacers 7 are inserted between the tubes 2.
  • the heat exchange may take place between the refrigerant fluid circulating in the tube and the air passing through the spacers 7.
  • the spacers 7 maintain a spacing between the tubes, and limit the deformation of the tubes when they are traversed by a refrigerant underpressure.
  • the bundle of tubes is delimited by two end tubes 20 and 21 respectively corresponding to the upper end tube and the lower end tube of the bundle.
  • the terms "upper tube” and “lower tube” are used with reference to the position of the heat exchanger of the figure 1 .
  • the tubes 2, 20 and 21 are substantially horizontal.
  • the exchanger may be arranged such that the tubes 2, 20 and 21 are oriented vertically, and in this case, the end tubes are side tubes.
  • end tubes 20 and 21 may be designated respectively “upper tube” and “lower tube” for clarity.
  • an end spacer 70 is disposed on the outer face of the upper tube and an end spacer 71 is disposed on the outer face of the lower tube 21.
  • these end spacers 70 and 71 may designated respectively by “upper interlayer” and “lower spacer”.
  • the heat exchanger further comprises at least one cheek disposed on one of the end spacers. So, with reference to the figure 1 , the heat exchanger comprises a cheek 50 disposed on the upper spacer 70 and a cheek 51 disposed on the lower spacer 71. The cheeks 50 and 51 are provided to maintain a constant gap between the collector plates and facilitate the manufacture of the exchanger.
  • connection between the upper tube 20, the spacer 70, the collector plates 4 and the cheek 50 is generally made by brazing.
  • a refrigerant enters through one of the manifolds 3 and flows through the tubes of the bundle.
  • the high temperature of the coolant causes heat transfer to the walls of the tube and the spacers.
  • the air passing through the spacers makes it possible to cool the refrigerant flowing through the tubes.
  • the tubes then tend to expand longitudinally, under the effect of a high temperature of the refrigerant, which causes high stresses at the area of attachment of the tubes to the collector plates.
  • the use of the cheeks 50 and 51 maintains a spacing between the collector plates, which opposes the longitudinal expansion of the tubes.
  • the temperature of each cheek does not rise at the same time as that of the corresponding end tube, insofar as the cheek is not in direct thermal contact with the refrigerant.
  • Each cheek 50 or 51 is in fact in contact with the corresponding end spacer 70 or 71, along its length, so that the pressure exerted inside the corresponding end tube 20 or 21 is transmitted. to the cheek by the end spacer.
  • the cheeks have a differential expansion which can cause deformation of parts of the exchanger.
  • the exchanger 1 comprises on each cheek 50 and 51 expansion zones, hereinafter designated by the respective areas 80 and 81. These areas are schematically represented by the hatched areas of the figure 1 .
  • the Figure 2A is a diagram showing a top view of a portion of the upper cheek 50, according to a first embodiment of the invention.
  • the invention will be described with reference to the upper cheek 50. However, it may be applied in a similar manner to the lower cheek 51.
  • the cheek 50 generally has a generally U-shaped cross section.
  • it comprises a central core 500, substantially flat, bordered by two longitudinal wings 501 and 502.
  • the wings are generally perpendicular to the plane of the central core 500 and are arranged at the edges of the cheek 50.
  • each longitudinal wing 501 and 502 protrudes from the plane defined by the central core 500.
  • the longitudinal wings have the role of reinforcing and stiffening the cheek 50.
  • the cheek 50 comprises an expansion zone 80, adapted to compensate for a thermal expansion that would occur longitudinally on the cheek, and the cheek also has a U-shaped cross section in this expansion zone.
  • the zone of expansion is represented by the rectangular zone 80 in broken lines.
  • the expansion zone 80 is shaped so as to reduce the tensile stiffness of the cheek and thus compensate for longitudinal thermal expansion. It is further shaped so that the bending stiffness of the cheek is sufficient to ensure acceptable vibration resistance.
  • the expansion zone 80 has an opening 800 arranged in the central core and two lateral folds 871 and 872.
  • Each lateral fold 871 or 872 is directed towards the inside of the cheek.
  • the lateral folds 871 or 872 are in particular directed toward each other.
  • the lateral folds may be symmetrical with each other with respect to the longitudinal axis ⁇ of the cheek.
  • the opening 800 facilitates the production of lateral folds, and the lateral folds make it possible to compensate for the expansion of the cheek.
  • Each lateral fold 871 or 872 extends over that part of the wing 501 or 502 located in the expansion zone, as well as over the corresponding part of the zone of connection of the wing 501 to the central core 500.
  • the wings 501, 502 are connected to the central core 500 in the expansion zone 80.
  • the connection zone may, for example, have substantially a dihedral shape.
  • Each lateral fold 871 or 872 may further extend over a corresponding portion of the central core 500.
  • the tip of each lateral fold 871 or 87 is disposed substantially in the middle of the expansion zone 80, according to the longitudinal axis ⁇ of the cheek.
  • the lateral folds 871 and 872 can be obtained by deformations of the cheek, towards the inside of the cheek, according to lines of vertical folds passing through the middle of the dilation zone.
  • vertical designates the direction perpendicular to the plane of the central core 500. This term is used here with reference to the position of the exchanger of the figure 1 , to clarify more.
  • the deformations 871 and 872 are such that in the expansion zone, the U-shape of the cross-section of the cheek is retained.
  • the dimensions of the U-shaped section of the cheek gradually decrease towards the middle of the expansion zone, along the longitudinal axis ⁇ . This U-shape promotes the rigidity of the cheek and therefore the resistance to vibrations.
  • the length of the opening 800 and the length of the side folds 871 and 872 may be substantially equal to the length of the expansion zone L1.
  • the ratio between the length L1 of the expansion zone 80 and the width Lj of the cheek may be substantially between 0.5 and 1.5.
  • the ratio between the depth L5 of each of the side folds 871 and 872 and the width Lj of the cheek is preferably substantially between 0.05 and 0.3.
  • the opening 800 makes it possible to weaken the cheek along the longitudinal axis ⁇ of the cheek.
  • the cheek is adapted to rupture under the effect of a relatively low stress resulting from longitudinal expansion.
  • the lateral folds 871 and 872 of the wings and the zone of connection of the wings to the central core, in the zone of expansion 80, further contribute to weaken the cheek longitudinally. Moreover, they make it possible to maintain a rigidity in bending of the satisfactory cheek, in the plane perpendicular to the plane of the central core 500. Such rigidity is necessary for keeping the cheek vibrating.
  • the exchanger according to the invention makes it possible to keep the U-section of the cheek along its entire length, and consequently to obtain a satisfactory flexural rigidity in the zone. of dilation 80.
  • the opening 800 according to the first embodiment of the invention may have a substantially rectangular shape whose width may be substantially equal to the width Lj of the cheek 50.
  • the longitudinal edges of the opening 800 may be slightly curved inwards, under the effect of the deformations used to form the side folds 871 and 872.
  • the plate 50 may comprise a single expansion zone 80.
  • the distance between the center of the expansion area 80, passing through the axis ⁇ M, and one of the collector plates 4 is substantially between 75 mm and 300 mm.
  • the cheek 50 may comprise two expansion zones 80.
  • each expansion zone 80 is located near one of the collector plates.
  • the opening 800 may have a general shape of M, whose legs 808 and 809 are generally oriented along the longitudinal axis ⁇ of the cheek.
  • FIGS. 4A and 4B show perspective views of a heat exchanger according to the second embodiment of the invention.
  • the upper cheek 50 of the heat exchanger comprises two expansion zones 80.
  • the legs of the M of each expansion zone may be oriented toward the nearby collector plate, as shown in FIG. Figure 4A .
  • the legs of the M of each of the expansion zones 80 may be oriented towards the center of the cheek, as shown in FIG. Figure 4B .
  • the figure 3 is a diagram showing a top view of a portion of the cheek 50 showing an expansion zone 80 according to the second embodiment of the invention.
  • the M-shaped opening 800 has a central tip 803 and two lateral tips 805 and 807.
  • the legs 808 and 809 are connected by two branches 804 and 806. These connecting branches further delimit the central tip 803 of the "M". According to one aspect of the invention, the ratio between the width L2 of each connection branch 804 and 806 and the width Lj of the cheek is substantially between 0.05 and 0.25.
  • the distance L4 between the upper edge of the central tip 803 and the lower edge of each lateral tip 805 and 807 is substantially between -5mm and + 5mm.
  • the distance L6 between the lower edge of the central point 803 and the upper edge of each point 805 and 807 is substantially greater than or equal to the width L2 of the branches of the central tip 803, and is substantially less than or equal to the length L1 of the expansion zone 80.
  • Such dimensions allow to adapt the shape of the opening 800 to the width of the cheek and to maintain the folds of tabs pressed against the tube during brazing.
  • positioning holes 801 and 802 can be provided on either side of each of the expansion zones 80. These positioning holes make it possible to hold the cheek in the tool, and thus to avoid a variation in length. of the cheek during the realization of the opening 800.
  • the width of the M-shaped opening 800 is preferably substantially less than the width L 1 of the cheek.
  • a band of peripheral material is delimited between each edge of the cheek and the corresponding longitudinal edge of the M, in the portion of the core 500 of the expansion zone 80.
  • the strips of material are indicated by hatching on the figure 3 . These peripheral material strips make it possible to adapt the rigidity in flexion of the cheek 50, for example to the width of the cheek.
  • These strips of material are preferably between about 0 mm and 3 mm.
  • the figure 5 is a diagram showing a top view of a portion of the cheek, according to a variant of the second embodiment of the cheek.
  • a slot 61 or 62 may be provided on the inner wall of each lateral fold 871 and 872, at the tip of the lateral fold. More specifically, each slot extends along the fold line of the corresponding lateral fold, on the inner wall thereof.
  • Each slot 61 and 62 preferably has a section transverse V-shaped, the tip of the V being oriented towards the outside of the cheek.
  • the slots 61 and 62 facilitate the folding of the wings 501 and 502, in case of longitudinal expansion.
  • the opening 800 and the lateral folds 871 and 872 of the expansion zone 80 weaken the central core 500 to compensate for longitudinal expansion of the cheek, while promoting flexural stiffness, in the plane perpendicular to the plane of the cheek. blade.
  • the lateral folds 871 and 872 of the expansion zone can make it possible to hold the upper interlayer pressed against the upper tube during brazing.
  • the lateral tips 805 and 807 of the M-shaped opening also contribute to holding the upper spacer 70 pressed against the upper tube during brazing.
  • FIG 6 is a partial view of the cheek 50 assembled to the spacer 70.
  • Providing a free interleaf pleat increases the suppleness of the cheek, while maintaining an alternating pressure resistance of the satisfactory tube.
  • the heated end tubes can expand under the effect of heating.
  • the cheeks can then undergo differential expansion relative to the end tubes.
  • this differential expansion is compensated by the expansion zone 80, according to the invention, which is deformed so as not to postpone the stresses on the ends of the exchanger.
  • the cheek according to the invention can be made by profiling. Alternatively, it can be obtained by stamping.
  • the opening 800 can be obtained by cutting the cheek in the expansion zone.
  • the lateral folds 871 and 872 can be made by a deformation of the wings and the zone of connection of the wings to the soul, towards the inside of the cheek.
  • the bundle of tubes is first assembled, with spacers 7 inserted between the tubes 2 and tabs 70 and 71 disposed on the end tubes 20 and 21 respectively.
  • the tubes of the bundle are then engaged in the collector plates 4, then the flanges 50 and 51 are fixed to the collector plates.
  • the assembled exchanger is then brazed.
  • the manifolds 3 can be mounted after soldering the exchanger. Alternatively, they can be brazed with the bundle of tubes.
  • the lateral tips 805 and 807 of the opening 800 in the form of "M" make it possible to hold the upper spacer 70 pressed against the tube, during brazing.
  • V of the opening in M It is also possible not to braze the wings of the cheek on the inserts.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above. It encompasses all the embodiments that may be envisaged by those skilled in the art.
  • the invention is not limited to an opening 800 in the general shape of a rectangle or an opening in the general shape of "M”. Other forms can be envisaged.
  • an aperture 800 in the general form of "X”, as shown in FIG. figure 7 could be used to implement the invention.

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Abstract

The exchanger has spacers introduced between a set of tubes that is delimited by two end spacers. A side part (50) is arranged on one of the end spacers. The side part has a central core (500) enclosed by two longitudinal wings (501, 502). The side part has an expansion zone (80) to compensate its longitudinal expansions, and has a U shaped transversal section in the zone.

Description

L'invention concerne une joue pour échangeur de chaleur, notamment un échangeur de chaleur destiné à l'équipement d'un véhicule automobile, et un échangeur de chaleur équipé d'une telle joue.The invention relates to a cheek for heat exchanger, including a heat exchanger for the equipment of a motor vehicle, and a heat exchanger equipped with such a cheek.

Les échangeurs de chaleur classiques comportent un faisceau de tubes, délimité par deux tubes d'extrémités. En complément, des intercalaires peuvent être prévus entre les tubes du faisceau pour améliorer l'échange de chaleur. Un intercalaire d'extrémité peut être disposé sur la face externe de chacun des tubes d'extrémité.Conventional heat exchangers comprise a bundle of tubes delimited by two end tubes. In addition, spacers may be provided between the tubes of the bundle to improve the heat exchange. An end spacer may be disposed on the outer face of each of the end tubes.

L'échangeur comporte en outre deux plaques collectrices traversées par les extrémités du faisceau de tubes. Par ailleurs, une joue est classiquement disposée directement sur l'intercalaire d'extrémité de l'un des tubes d'extrémité.The exchanger further comprises two collector plates traversed by the ends of the bundle of tubes. Furthermore, a cheek is conventionally arranged directly on the end spacer of one of the end tubes.

Les joues d'un échangeur de chaleur forment ainsi entretoise entre les plaques collectrices pour maintenir un écartement constant entre elles et faciliter la fabrication de l'échangeur. Par ailleurs, elles peuvent être utilisées pour supporter et maintenir des organes accessoires liés à l'échangeur de chaleur, tel qu'un groupe moto-ventilateur.The cheeks of a heat exchanger and form spacer between the collector plates to maintain a constant spacing between them and facilitate the manufacture of the exchanger. Furthermore, they can be used to support and maintain accessory bodies related to the heat exchanger, such as a motor-fan unit.

Généralement, chaque joue comprend une âme centrale, bordée par deux ailes longitudinales qui s'étendent le long de la joue. L'âme centrale a généralement une forme rectangulaire et plane. Chaque aile longitudinale fait saillie par rapport au plan défini par l'âme centrale. La joue a ainsi une section transversale sensiblement en forme de U. Les ailes longitudinales sont classiquement prévues pour rigidifier et renforcer la joue associée.Generally, each cheek comprises a central core, bordered by two longitudinal wings that extend along the cheek. The central core is usually rectangular and flat. Each longitudinal wing protrudes from the plane defined by the central core. The cheek thus has a substantially U-shaped cross section. The longitudinal wings are conventionally designed to stiffen and strengthen the associated cheek.

Lorsque l'échangeur est en fonctionnement, les variations de circulation du fluide réfrigérant à l'intérieur des tubes peuvent provoquer des écarts de température qui engendrent une dilatation thermique au centre de l'échangeur. Il en résulte des contraintes mécaniques dans les tubes. De telles contraintes peuvent causer la rupture des tubes.When the heat exchanger is in operation, variations in circulation of the refrigerant inside the tubes can cause temperature differences that cause thermal expansion in the center of the exchanger. This results in mechanical stresses in the tubes. Such stresses can cause the tubes to break.

Par ailleurs, les tubes d'échangeur de chaleur classiques ont tendance à avoir une épaisseur relativement faible, pour limiter les coûts de fabrication de l'échangeur. Par suite, les tubes sont de moins en moins résistants aux chocs thermiques et les risques de rupture mentionnés ci-dessus augmentent en conséquence.Moreover, the conventional heat exchanger tubes tend to have a relatively small thickness, to limit the manufacturing costs of the exchanger. As a result, the tubes are less and less resistant to thermal shocks and the risks of rupture mentioned above increase accordingly.

Pour limiter ces risques de rupture, il convient de dissocier mécaniquement les extrémités de chaque joue de la partie centrale de la joue, afin d'éviter le transfert des contraintes liées à la dilatation thermique aux tubes. Pour cela, il est connu de réaliser une découpe transversale de la joue au niveau de sa partie centrale, après le brasage de l'échangeur. Par exemple, une telle découpe peut être réalisée par sciage. Cette solution améliore la résistance des tubes aux chocs thermiques, mais a l'inconvénient de générer des copeaux qui sont nuisent à la propreté des échangeurs et des machines, et de diminuer la tenue en vibration et/ou en pressions alternées de l'échangeur.To limit these risks of rupture, it is necessary to mechanically separate the ends of each cheek of the central part of the cheek, in order to avoid the transfer of stresses related to thermal expansion to the tubes. For this, it is known to make a transverse cut of the cheek at its central portion, after the brazing of the exchanger. For example, such a cut can be made by sawing. This solution improves the resistance of the tubes to thermal shocks, but has the disadvantage of generating chips that are detrimental to the cleanliness of exchangers and machines, and to reduce the resistance to vibration and / or alternating pressures of the exchanger.

Dans d'autres réalisations existantes, il est connu de réaliser des affaiblissements dans la joue pour lui permettre de se dilater localement, et par suite de limiter les transferts de contrainte aux tubes.In other existing embodiments, it is known to achieve losses in the cheek to allow it to expand locally, and therefore to limit the transfer of stress to the tubes.

Par exemple, le brevet FR 2 183 375 propose un pli transversal, en forme de lyre, sur la patte de fixation qui relie la joue à la plaque collectrice ou directement sur la joue.For example, the patent FR 2 183 375 proposes a transverse fold, in the form of a lyre, on the bracket which connects the cheek to the collector plate or directly on the cheek.

La demande de brevet EP 1 195 573 propose une ouverture sur chaque joue de sorte qu'une partie du bord de l'ouverture est située au voisinage d'un bord de la joue. Par ailleurs, un pli est prévu qui s'étend transversalement de la partie précitée du bord de l'ouverture au bord de la joue situé à son voisinage.The patent application EP 1 195 573 proposes an opening on each cheek so that a portion of the edge of the opening is located near an edge of the cheek. Furthermore, a fold is provided which extends transversely from the aforementioned portion of the edge of the opening to the edge of the cheek located in its vicinity.

Le brevet US 6 328 098 propose de réaliser des zones de rupture en forme de plis dans l'âme centrale et/ou dans les ailes.The patent US 6,328,098 proposes to make fracture zones in the form of folds in the central core and / or in the wings.

Ces solutions améliorent la résistance des tubes aux chocs thermiques pour des joues présentant des ailes ayant une hauteur relativement importante, en particulier de l'ordre de 8 mm. Toutefois, elles ne sont pas adaptées lorsque les ailes de la joue ont une hauteur relativement faible.These solutions improve the resistance of the tubes to thermal shocks for cheeks having wings having a relatively large height, in particular of the order of 8 mm. However, they are not suitable when the wings of the cheek have a relatively low height.

La présente invention vient améliorer la situation.The present invention improves the situation.

A cet effet, l'invention propose une joue pour échangeur de chaleur, notamment échangeur de chaleur d'un véhicule automobile, ladite joue comportant une âme centrale sensiblement plane, bordée par deux ailes longitudinales, et au moins une zone de dilatation pour compenser les dilatations longitudinales de la joue.For this purpose, the invention proposes a cheek for heat exchanger, in particular heat exchanger of a motor vehicle, said cheek having a substantially flat central core, bordered by two longitudinal wings, and at least one expansion zone to compensate for longitudinal dilations of the cheek.

Selon l'invention, ladite zone de dilatation comprend deux plis latéraux disposés de part et d'autre de l'axe longitudinal de la joue (Δ), chaque pli latéral s'étendant sur une partie des ailes et sur une partie correspondante d'une zone de raccordement des ailes à l'âme centrale de façon à ce que la section transversale de la joue dans la zone de dilatation est sensiblement en forme de U.According to the invention, said dilation zone comprises two lateral folds disposed on either side of the longitudinal axis of the cheek (Δ), each lateral fold extending over a part of the wings and on a corresponding part of a zone for connecting the wings to the central core so that the cross section of the cheek in the expansion zone is substantially U-shaped.

Des caractéristiques optionnelles de l'élément de circuit selon l'invention, complémentaires ou de substitution, sont énoncées ci-après:

  • la zone de dilatation comprend une ouverture agencée dans l'âme centrale.
  • Les deux plis latéraux sont dirigés vers l'intérieur de la joue.
  • Les plis latéraux sont sensiblement symétriques entre eux par rapport à l'axe longitudinal de la joue.
  • L'ouverture de la zone de dilatation a une longueur sensiblement égale à la longueur des plis latéraux.
  • La pointe de chaque pli latéral est sensiblement située au milieu de la zone de dilatation, suivant l'axe longitudinal de la joue.
  • La joue comporte une zone de dilatation unique et la distance entre le milieu de la zone de dilatation et l'une des plaques collectrices est sensiblement comprise entre 75 mm et 300 mm.
  • La joue comporte deux zones de dilatation, chaque zone de dilatation étant située au voisinage d'une plaque collectrice.
  • L'ouverture de la zone de dilatation a une forme généralement rectangulaire.
  • L'ouverture de la zone de dilatation a une forme générale de "X".
  • L'ouverture a une forme générale de "M", les jambes du "M" étant dirigées suivant l'axe longitudinal de la joue.
  • Les jambes du "M" sont dirigées vers le centre de la joue.
  • Les jambes du "M" sont dirigées vers la plaque collectrice voisine.
  • Le rapport entre la largeur des branches de raccordement des jambes du "M" et la longueur de la joue est sensiblement compris entre 0,05 et 0,25.
  • La distance entre le bord supérieur de la pointe centrale du M et le bord inférieur de chaque pointe latérale du M est sensiblement comprise entre -5 mm et +5 mm.
  • La distance entre le bord inférieur de la pointe centrale et le bord supérieur de chaque pointe latérale est sensiblement supérieure ou égale à la largeur des branches de raccordement des jambes du "M", et est sensiblement inférieure ou égale à la longueur de la zone de dilatation.
  • Chaque pli latéral comprend sur sa paroi interne, une fente de direction sensiblement perpendiculaire au plan de l'âme centrale, au niveau de la pointe du pli latéral.
  • Chaque fente a une section transversale en forme générale de V, la pointe du V étant orientée vers l'extérieur de la joue.
  • Le rapport entre la longueur de la zone de dilatation et la largeur de la joue est sensiblement compris entre 0,5 et 1,5.
  • Le rapport entre la profondeur de chaque pli latéral et la largeur de la joue est sensiblement compris entre 0,05 et 0,3.
Optional features of the circuit element according to the invention, complementary or substitution, are set out below:
  • the expansion zone comprises an opening arranged in the central core.
  • The two lateral folds are directed towards the inside of the cheek.
  • The lateral folds are substantially symmetrical with each other with respect to the longitudinal axis of the cheek.
  • The opening of the expansion zone has a length substantially equal to the length of the lateral folds.
  • The tip of each lateral fold is substantially located in the middle of the dilation zone, along the longitudinal axis of the cheek.
  • The cheek has a single expansion zone and the distance between the middle of the expansion zone and one of the collector plates is substantially between 75 mm and 300 mm.
  • The cheek has two expansion zones, each dilation zone being located in the vicinity of a collector plate.
  • The opening of the dilation zone has a generally rectangular shape.
  • The opening of the dilation zone has a general shape of "X".
  • The opening has a general shape of "M", the legs of the "M" being directed along the longitudinal axis of the cheek.
  • The legs of the "M" are directed towards the center of the cheek.
  • The legs of the "M" are directed towards the neighboring collector plate.
  • The ratio between the width of the leg connecting legs of the "M" and the length of the cheek is substantially between 0.05 and 0.25.
  • The distance between the upper edge of the central tip of the M and the lower edge of each lateral tip of the M is substantially between -5 mm and +5 mm.
  • The distance between the lower edge of the central tip and the upper edge of each lateral tip is substantially greater than or equal to the width of the connecting legs of the legs of the "M", and is substantially less than or equal to the length of the expansion.
  • Each lateral fold comprises on its inner wall, a slit of direction substantially perpendicular to the plane of the central core, at the tip of the lateral fold.
  • Each slot has a generally V-shaped cross-section, the tip of the V being oriented towards the outside of the cheek.
  • The ratio between the length of the expansion zone and the width of the cheek is substantially between 0.5 and 1.5.
  • The ratio between the depth of each lateral fold and the width of the cheek is substantially between 0.05 and 0.3.

L'invention concerne également un échangeur de chaleur, notamment pour un véhicule automobile, comportant une telle joue.The invention also relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, comprising such a cheek.

Ledit échangeur comprend, par exemple, un faisceau de tubes et des intercalaires interposés entre les tubes du faisceau pour favoriser l'échange de chaleur. Le faisceau est délimité par deux intercalaires d'extrémités. L'échangeur comporte en outre deux plaques collectrices, destinées à être traversées par les extrémités du faisceau, et au moins une dite joue est disposée sur l'un des intercalaires d'extrémité.Said exchanger comprises, for example, a bundle of tubes and spacers interposed between the tubes of the bundle to promote the exchange of heat. The beam is delimited by two end spacers. The exchanger further comprises two collector plates, intended to be traversed by the ends of the beam, and at least one said cheek is disposed on one of the end spacers.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels:

  • la figure 1 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur classique ;
  • la figure 2A est un schéma représentant une vue de dessus d'une partie de la joue selon le premier mode de réalisation de l'invention ; et
  • la figure 2B est une vue en perspective d'une partie d'une joue selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;
  • la figure 3 est un schéma représentant une vue d'une partie de la joue selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ;
  • la figure 4A est un schéma représentant une vue en perspective d'un échangeur de chaleur conforme au deuxième mode de réalisation de l'invention;
  • la figure 4B est un schéma représentant une vue en perspective d'une variante de réalisation de l'échangeur de chaleur de la figure 4A;
  • la figure 5 est un schéma représentant une vue de dessus d'une partie de la joue selon le deuxième mode de réalisation de l'invention;
  • la figure 6 est un schéma représentant une vue de dessus d'une partie de la joue assemblé avec l'intercalaire d'extrémité conformément au deuxième mode de réalisation de l'invention; et
  • la figure 7 est un schéma représentant une vue de dessus d'une partie de la joue selon un autre mode de réalisation de l'invention.
Other features and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the attached drawings in which:
  • the figure 1 is a perspective view of a conventional heat exchanger;
  • the Figure 2A is a diagram showing a view from above of a portion of the cheek according to the first embodiment of the invention; and
  • the Figure 2B is a perspective view of a portion of a cheek according to a second embodiment of the invention;
  • the figure 3 is a diagram showing a view of a portion of the cheek according to the second embodiment of the invention;
  • the Figure 4A is a diagram showing a perspective view of a heat exchanger according to the second embodiment of the invention;
  • the Figure 4B is a diagram showing a perspective view of an alternative embodiment of the heat exchanger of the Figure 4A ;
  • the figure 5 is a diagram showing a top view of a portion of the cheek according to the second embodiment of the invention;
  • the figure 6 is a diagram showing a view from above of a portion of the cheek assembled with the end spacer according to the second embodiment of the invention; and
  • the figure 7 is a diagram showing a view from above of a part of the cheek according to another embodiment of the invention.

La figure 1 montre un échangeur de chaleur 1, notamment un échangeur de chaleur pour véhicule automobile. L'échangeur de chaleur 1 comporte un faisceau de tube 2 parallèles entre eux et disposés entre deux plaques collectrices 4. Chaque plaque collectrice 4 est traversée par une extrémité du faisceau. Chaque plaque collectrice 4 est recouverte par une boîte collectrice 3.The figure 1 shows a heat exchanger 1, including a heat exchanger for a motor vehicle. The heat exchanger 1 comprises a tube bundle 2 parallel to each other and arranged between two collector plates 4. Each collector plate 4 is traversed by one end of the bundle. Each collecting plate 4 is covered by a collecting box 3.

Des dissipateurs de chaleur en forme d'intercalaires ondulés 7 sont insérés entre les tubes 2. L'échange de chaleur peut avoir lieu entre le fluide réfrigérant qui circule dans le tube et l'air qui traverse les intercalaires 7. Outre leur rôle de dissipateurs de chaleur, les intercalaires 7 permettent de maintenir un écartement entre les tubes, et limitent la déformation des tubes lorsque ceux-ci sont traversés par un fluide réfrigérant sous-pression.Heat exchangers in the form of corrugated spacers 7 are inserted between the tubes 2. The heat exchange may take place between the refrigerant fluid circulating in the tube and the air passing through the spacers 7. In addition to their role as dissipators of heat, the spacers 7 maintain a spacing between the tubes, and limit the deformation of the tubes when they are traversed by a refrigerant underpressure.

Le faisceau de tubes est délimité par deux tubes d'extrémité 20 et 21, correspondant respectivement au tube d'extrémité supérieur et au tube d'extrémité inférieur du faisceau. Les expressions "tube supérieur" et "tube inférieur" sont utilisées en référence à la position de l'échangeur de la figure 1. Dans la position de la figure 1, les tubes 2, 20 et 21 sont sensiblement horizontaux. En variante, l'échangeur peut être disposé de telle sorte que les tubes 2, 20 et 21 soient orientés verticalement, et dans ce cas, les tubes d'extrémité sont des tubes latéraux.The bundle of tubes is delimited by two end tubes 20 and 21 respectively corresponding to the upper end tube and the lower end tube of the bundle. The terms "upper tube" and "lower tube" are used with reference to the position of the heat exchanger of the figure 1 . In the position of the figure 1 the tubes 2, 20 and 21 are substantially horizontal. Alternatively, the exchanger may be arranged such that the tubes 2, 20 and 21 are oriented vertically, and in this case, the end tubes are side tubes.

La suite de la description sera faite en référence à la position représentée sur la figure 1, à titre d'exemple non limitatif. En référence à cette position, les tubes d'extrémité 20 et 21 pourront être désignés respectivement par "tube supérieur" et "tube inférieur", pour plus de clarté.The rest of the description will be made with reference to the position represented on the figure 1 , as a non-limiting example. With reference to this position, the end tubes 20 and 21 may be designated respectively "upper tube" and "lower tube" for clarity.

Comme représenté sur la figure 1, un intercalaire d'extrémité 70 est disposé sur la face externe du tube supérieur et un intercalaire d'extrémité 71 est disposé sur la face externe du tube inférieur 21. Dans la suite de la description, ces intercalaires d'extrémité 70 et 71 pourront être désignés respectivement par "intercalaire supérieur" et "intercalaire inférieur".As shown on the figure 1 , an end spacer 70 is disposed on the outer face of the upper tube and an end spacer 71 is disposed on the outer face of the lower tube 21. In the following description, these end spacers 70 and 71 may designated respectively by "upper interlayer" and "lower spacer".

L'échangeur de chaleur comporte en outre au moins une joue disposée sur l'un des intercalaires d'extrémité. Ainsi, en référence à la figure 1, l'échangeur de chaleur comporte une joue 50 disposée sur l'intercalaire supérieur 70 et une joue 51 disposée sur l'intercalaire inférieur 71. Les joues 50 et 51 sont prévues pour maintenir un écart constant entre les plaques collectrices et faciliter la fabrication de l'échangeur.The heat exchanger further comprises at least one cheek disposed on one of the end spacers. So, with reference to the figure 1 , the heat exchanger comprises a cheek 50 disposed on the upper spacer 70 and a cheek 51 disposed on the lower spacer 71. The cheeks 50 and 51 are provided to maintain a constant gap between the collector plates and facilitate the manufacture of the exchanger.

La liaison entre le tube supérieur 20, l'intercalaire 70, les plaques collectrices 4 et la joue 50 est généralement réalisée par brasage.The connection between the upper tube 20, the spacer 70, the collector plates 4 and the cheek 50 is generally made by brazing.

En fonctionnement, un fluide réfrigérant entre par l'une des boîtes collectrices 3 et s'écoule à travers les tubes du faisceau. La température élevée du fluide réfrigérant provoque un transfert de chaleur vers les parois du tube et sur les intercalaires. L'air qui traverse les intercalaires permet de refroidir le fluide réfrigérant qui circule dans les tubes.In operation, a refrigerant enters through one of the manifolds 3 and flows through the tubes of the bundle. The high temperature of the coolant causes heat transfer to the walls of the tube and the spacers. The air passing through the spacers makes it possible to cool the refrigerant flowing through the tubes.

Les tubes ont alors tendance à se dilater longitudinalement, sous l'effet d'une température élevée du fluide réfrigérant, ce qui engendre des contraintes élevées au niveau de la zone de fixation des tubes aux plaques collectrices. L'utilisation des joues 50 et 51 permet de maintenir un écartement entre les plaques collectrices, qui s'oppose à la dilatation longitudinale des tubes. Toutefois, la température de chaque joue ne s'élève pas en même temps que celle du tube d'extrémité correspondant, dans la mesure où la joue n'est pas en contact thermique direct avec le fluide réfrigérant. Chaque joue 50 ou 51 est en effet en contact avec l'intercalaire d'extrémité correspondant 70 ou 71, sur sa longueur, de sorte que la pression qui s'exerce à l'intérieur du tube d'extrémité correspondant 20 ou 21 est transmise à la joue par l'intercalaire d'extrémité. Ainsi, les joues présentent une dilatation différentielle qui peut entraîner une déformation de certaines parties de l'échangeur.The tubes then tend to expand longitudinally, under the effect of a high temperature of the refrigerant, which causes high stresses at the area of attachment of the tubes to the collector plates. The use of the cheeks 50 and 51 maintains a spacing between the collector plates, which opposes the longitudinal expansion of the tubes. However, the temperature of each cheek does not rise at the same time as that of the corresponding end tube, insofar as the cheek is not in direct thermal contact with the refrigerant. Each cheek 50 or 51 is in fact in contact with the corresponding end spacer 70 or 71, along its length, so that the pressure exerted inside the corresponding end tube 20 or 21 is transmitted. to the cheek by the end spacer. Thus, the cheeks have a differential expansion which can cause deformation of parts of the exchanger.

Pour limiter la dilatation différentielle, il est utile de dissocier mécaniquement les parties d'extrémités de la joue de sa partie centrale.To limit the differential expansion, it is useful to mechanically dissociate the end portions of the cheek of its central portion.

Pour cela, l'échangeur 1 comporte sur chaque joue 50 et 51 des zones de dilatation, désignées ci-après par les références respectives 80 et 81. Ces zones sont représentées schématiquement par les zones hachurées de la figure 1.For this, the exchanger 1 comprises on each cheek 50 and 51 expansion zones, hereinafter designated by the respective areas 80 and 81. These areas are schematically represented by the hatched areas of the figure 1 .

La figure 2A est un schéma représentant une vue de dessus d'une partie de la joue supérieure 50, selon un premier mode de réalisation de l'invention. Dans la suite de la description, l'invention sera décrite en référence à la joue supérieure 50. Toutefois, elle peut s'appliquer de manière analogue à la joue inférieure 51.The Figure 2A is a diagram showing a top view of a portion of the upper cheek 50, according to a first embodiment of the invention. In the following description, the invention will be described with reference to the upper cheek 50. However, it may be applied in a similar manner to the lower cheek 51.

La joue 50 a globalement une section transversale en forme générale de U. En particulier, elle comporte une âme centrale 500, sensiblement plane, bordée par deux ailes longitudinales 501 et 502. Les ailes sont généralement perpendiculaires au plan de l'âme centrale 500 et sont disposées aux bords de la joue 50. Ainsi, chaque aile longitudinale 501 et 502 fait saillie par rapport au plan défini par l'âme centrale 500. De manière connue, les ailes longitudinales ont pour rôle de renforcer et de rigidifier la joue 50.The cheek 50 generally has a generally U-shaped cross section. In particular, it comprises a central core 500, substantially flat, bordered by two longitudinal wings 501 and 502. The wings are generally perpendicular to the plane of the central core 500 and are arranged at the edges of the cheek 50. Thus, each longitudinal wing 501 and 502 protrudes from the plane defined by the central core 500. In known manner, the longitudinal wings have the role of reinforcing and stiffening the cheek 50.

Selon une caractéristique de l'invention, la joue 50 comporte une zone de dilatation 80, adaptée pour compenser une dilatation thermique qui se produirait longitudinalement sur la joue, et la joue a également une section transversale en forme de U dans cette zone de dilatation. Sur la figure 2A, la zone de dilatation est représentée par la zone rectangulaire 80 en traits interrompus.According to one characteristic of the invention, the cheek 50 comprises an expansion zone 80, adapted to compensate for a thermal expansion that would occur longitudinally on the cheek, and the cheek also has a U-shaped cross section in this expansion zone. On the Figure 2A the zone of expansion is represented by the rectangular zone 80 in broken lines.

La zone de dilatation 80 est conformée de manière à réduire la raideur en traction de la joue et compenser ainsi une dilatation thermique longitudinale. Elle est en outre conformée de sorte que la raideur en flexion de la joue soit suffisante pour assurer une tenue à la vibration acceptable.The expansion zone 80 is shaped so as to reduce the tensile stiffness of the cheek and thus compensate for longitudinal thermal expansion. It is further shaped so that the bending stiffness of the cheek is sufficient to ensure acceptable vibration resistance.

Pour cela, la zone de dilatation 80 comporte une ouverture 800 agencée dans l'âme centrale et deux plis latéraux 871 et 872. Chaque pli latéral 871 ou 872 est dirigé vers l'intérieur de la joue. Les plis latéraux 871 ou 872 sont notamment dirigés l'un vers l'autre. Les plis latéraux peuvent être symétriques entre eux par rapport à l'axe longitudinal Δ de la joue. L'ouverture 800 facilite la réalisation des plis latéraux, et les plis latéraux permettent de compenser la dilatation de la joue.For this, the expansion zone 80 has an opening 800 arranged in the central core and two lateral folds 871 and 872. Each lateral fold 871 or 872 is directed towards the inside of the cheek. The lateral folds 871 or 872 are in particular directed toward each other. The lateral folds may be symmetrical with each other with respect to the longitudinal axis Δ of the cheek. The opening 800 facilitates the production of lateral folds, and the lateral folds make it possible to compensate for the expansion of the cheek.

Chaque pli latéral 871 ou 872 s'étend sur la partie de l'aile 501 ou 502 située dans la zone de dilatation, ainsi que sur la partie correspondante de la zone de raccordement de l'aile 501 à l'âme centrale 500. Ainsi, les ailes 501, 502 sont raccordées à l'âme centrale 500 dans la zone de dilatation 80. La zone de raccordement peut, par exemple, avoir sensiblement une forme de dièdre. Chaque pli latéral 871 ou 872 peut en outre s'étendre sur une partie correspondante de l'âme centrale 500. En particulier, la pointe de chaque pli latéral 871 ou 87 est disposée sensiblement au milieu de la zone de dilatation 80, suivant l'axe longitudinal Δ de la joue.Each lateral fold 871 or 872 extends over that part of the wing 501 or 502 located in the expansion zone, as well as over the corresponding part of the zone of connection of the wing 501 to the central core 500. , the wings 501, 502 are connected to the central core 500 in the expansion zone 80. The connection zone may, for example, have substantially a dihedral shape. Each lateral fold 871 or 872 may further extend over a corresponding portion of the central core 500. In particular, the tip of each lateral fold 871 or 87 is disposed substantially in the middle of the expansion zone 80, according to the longitudinal axis Δ of the cheek.

Les plis latéraux 871 et 872 peuvent être obtenus par des déformations de la joue, vers l'intérieur de la joue, selon des lignes de plis verticales passant par le milieu de la zone de dilatation. Ici, le terme "vertical" désigne la direction perpendiculaire au plan de l'âme centrale 500. Ce terme est utilisé ici en référence à la position de l'échangeur de la figure 1, pour plus de clarté.The lateral folds 871 and 872 can be obtained by deformations of the cheek, towards the inside of the cheek, according to lines of vertical folds passing through the middle of the dilation zone. Here, the term "vertical" designates the direction perpendicular to the plane of the central core 500. This term is used here with reference to the position of the exchanger of the figure 1 , to clarify more.

Les déformations 871 et 872 sont telles que dans la zone de dilatation, la forme en U de la section transversale de la joue est conservée. Les dimensions de la section en U de la joue diminuent progressivement vers le milieu de la zone de dilatation, suivant l'axe longitudinal Δ. Cette forme en U favorise la rigidité de la joue et par suite la tenue aux vibrations.The deformations 871 and 872 are such that in the expansion zone, the U-shape of the cross-section of the cheek is retained. The dimensions of the U-shaped section of the cheek gradually decrease towards the middle of the expansion zone, along the longitudinal axis Δ. This U-shape promotes the rigidity of the cheek and therefore the resistance to vibrations.

Selon un aspect de l'invention, comme représenté sur la figure 2A, la longueur de l'ouverture 800 et la longueur des plis latéraux 871 et 872 peuvent être sensiblement égales à la longueur de la zone de dilatation L1.According to one aspect of the invention, as shown in Figure 2A the length of the opening 800 and the length of the side folds 871 and 872 may be substantially equal to the length of the expansion zone L1.

Selon un autre aspect de l'invention, le rapport entre la longueur L1 de la zone de dilatation 80 et la largeur Lj de la joue peut être sensiblement compris entre 0,5 et 1,5.According to another aspect of the invention, the ratio between the length L1 of the expansion zone 80 and the width Lj of the cheek may be substantially between 0.5 and 1.5.

Par ailleurs, le rapport entre la profondeur L5 de chacun des plis latéraux 871 et 872 et la largeur Lj de la joue est de préférence sensiblement compris entre 0,05 et 0,3.Furthermore, the ratio between the depth L5 of each of the side folds 871 and 872 and the width Lj of the cheek is preferably substantially between 0.05 and 0.3.

L'ouverture 800 permet d'affaiblir la joue suivant l'axe longitudinal Δ de la joue. Ainsi, la joue est adaptée pour se rompre sous l'effet d'une contrainte relativement faible, résultant d'une dilatation longitudinale.The opening 800 makes it possible to weaken the cheek along the longitudinal axis Δ of the cheek. Thus, the cheek is adapted to rupture under the effect of a relatively low stress resulting from longitudinal expansion.

Les plis latéraux 871 et 872 des ailes et de la zone de raccordement des ailes à l'âme centrale, dans la zone de dilatation 80, contribuent encore à affaiblir la joue longitudinalement. Par ailleurs, ils permettent de maintenir une rigidité en flexion de la joue satisfaisante, dans le plan perpendiculaire au plan de l'âme centrale 500. Une telle rigidité est nécessaire à la tenue en vibration de la joue.The lateral folds 871 and 872 of the wings and the zone of connection of the wings to the central core, in the zone of expansion 80, further contribute to weaken the cheek longitudinally. Moreover, they make it possible to maintain a rigidity in bending of the satisfactory cheek, in the plane perpendicular to the plane of the central core 500. Such rigidity is necessary for keeping the cheek vibrating.

Cette solution est particulièrement adaptée pour des joues munies d'ailes de faible hauteur, notamment de l'ordre de 1 à 3 mm au-dessus de l'âme centrale. Dans le cas d'une joue munie d'ailes de faible hauteur, il est en effet difficilement envisageable de découper les ailes pour contribuer à l'affaiblissement de la joue, en raison de la complexité et du coût de ces opérations. Par ailleurs de telles joues se prêtent difficilement à la réalisation d'ouvertures sur la surface des ailes pour les affaiblir, compte tenu de leur faible hauteur.This solution is particularly suitable for cheeks with wings of low height, in particular of the order of 1 to 3 mm above the central core. In the case of a cheek provided with low wings, it is indeed difficult to imagine cutting the wings to contribute to the weakening of the cheek, because of the complexity and cost of these operations. Moreover, such cheeks are difficult to achieve openings on the surface of the wings to weaken them, given their low height.

En plus d'être particulièrement adaptée aux ailes de faible hauteur, l'échangeur conforme à l'invention permet de conserver la section en U de la joue sur toute sa longueur, et d'obtenir par suite une rigidité en flexion satisfaisante dans la zone de dilatation 80.In addition to being particularly adapted to low-height wings, the exchanger according to the invention makes it possible to keep the U-section of the cheek along its entire length, and consequently to obtain a satisfactory flexural rigidity in the zone. of dilation 80.

Comme représenté sur la figure 2A, l'ouverture 800 conforme au premier mode de réalisation de l'invention peut avoir une forme sensiblement rectangulaire dont la largeur peut être sensiblement égale à la largeur Lj de la joue 50.As shown on the Figure 2A , the opening 800 according to the first embodiment of the invention may have a substantially rectangular shape whose width may be substantially equal to the width Lj of the cheek 50.

Les bords longitudinaux de l'ouverture 800 peuvent être légèrement incurvés vers l'intérieur, sous l'effet des déformations mises en oeuvre pour former les plis latéraux 871 et 872.The longitudinal edges of the opening 800 may be slightly curved inwards, under the effect of the deformations used to form the side folds 871 and 872.

Conformément à l'invention, la joue 50 peut comprendre une unique zone de dilatation 80. Dans ce cas, la distance entre le milieu de la zone de dilatation 80, passant par l'axe ΔM, et l'une des plaques collectrices 4 est sensiblement comprise entre 75 mm et 300 mm.According to the invention, the plate 50 may comprise a single expansion zone 80. In this case, the distance between the center of the expansion area 80, passing through the axis Δ M, and one of the collector plates 4 is substantially between 75 mm and 300 mm.

En variante, la joue 50 peut comprendre deux zones de dilatation 80. Dans ce cas, chaque zone de dilatation 80 est située à proximité de l'une des plaques collectrices.Alternatively, the cheek 50 may comprise two expansion zones 80. In this case, each expansion zone 80 is located near one of the collector plates.

On se réfère maintenant aux figures 2B et 3 qui représentent un deuxième mode de réalisation de l'invention. Selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention, l'ouverture 800 peut avoir une forme générale de M, dont les jambes 808 et 809 sont orientées généralement suivant l'axe longitudinal Δ de la joue.We now refer to Figures 2B and 3 which represent a second embodiment of the invention. According to this second embodiment of the invention, the opening 800 may have a general shape of M, whose legs 808 and 809 are generally oriented along the longitudinal axis Δ of the cheek.

Les figures 4A et 4B représentent des vues en perspective d'un échangeur de chaleur conforme au deuxième mode de réalisation de l'invention. Sur ces figures, la joue supérieure 50 de l'échangeur de chaleur comporte deux zones de dilatation 80.The Figures 4A and 4B show perspective views of a heat exchanger according to the second embodiment of the invention. In these figures, the upper cheek 50 of the heat exchanger comprises two expansion zones 80.

Dans une telle forme de réalisation, les jambes du M de chaque zone de dilatation peuvent être orientées vers la plaque collectrice située à proximité, comme représenté sur la figure 4A.In such an embodiment, the legs of the M of each expansion zone may be oriented toward the nearby collector plate, as shown in FIG. Figure 4A .

En variante, les jambes du M de chacune des zones de dilatation 80 peuvent être orientées vers le centre de la joue, comme représenté sur la figure 4B.Alternatively, the legs of the M of each of the expansion zones 80 may be oriented towards the center of the cheek, as shown in FIG. Figure 4B .

La figure 3 est un schéma représentant une vue de dessus d'une partie de la joue 50 montrant une zone de dilatation 80 conforme au deuxième mode de réalisation de l'invention. En référence à cette figure, l'ouverture 800 en forme de M comporte une pointe centrale 803 et deux pointes latérales 805 et 807.The figure 3 is a diagram showing a top view of a portion of the cheek 50 showing an expansion zone 80 according to the second embodiment of the invention. With reference to this figure, the M-shaped opening 800 has a central tip 803 and two lateral tips 805 and 807.

Les jambes 808 et 809 sont raccordées par deux branches 804 et 806. Ces branches de raccordement délimitent en outre la pointe centrale 803 du "M". Selon un aspect de l'invention, le rapport entre la largeur L2 de chaque branche de raccordement 804 et 806 et la largeur Lj de la joue est sensiblement compris entre 0,05 et 0,25.The legs 808 and 809 are connected by two branches 804 and 806. These connecting branches further delimit the central tip 803 of the "M". According to one aspect of the invention, the ratio between the width L2 of each connection branch 804 and 806 and the width Lj of the cheek is substantially between 0.05 and 0.25.

Selon un aspect complémentaire de l'invention, la distance L4 entre le bord supérieur de la pointe centrale 803 et le bord inférieur de chaque pointe latérale 805 et 807 est sensiblement compris entre - 5mm et + 5mm.According to a complementary aspect of the invention, the distance L4 between the upper edge of the central tip 803 and the lower edge of each lateral tip 805 and 807 is substantially between -5mm and + 5mm.

Par ailleurs, la distance L6 entre le bord inférieur de la pointe centrale 803 et le bord supérieur de chaque pointe latérale 805 et 807 est sensiblement supérieure ou égale à la largeur L2 des branches de la pointe centrale 803, et est sensiblement inférieure ou égale à la longueur L1 de la zone de dilatation 80.Moreover, the distance L6 between the lower edge of the central point 803 and the upper edge of each point 805 and 807 is substantially greater than or equal to the width L2 of the branches of the central tip 803, and is substantially less than or equal to the length L1 of the expansion zone 80.

De telles dimensions permettent d'adapter la forme de l'ouverture 800 à la largeur de la joue et de maintenir les plis d'intercalaires plaqués contre le tube pendant le brasage.Such dimensions allow to adapt the shape of the opening 800 to the width of the cheek and to maintain the folds of tabs pressed against the tube during brazing.

En complément, des trous de positionnement 801 et 802 peuvent être prévus de part et d'autre de chacune des zones de dilatation 80. Ces trous de positionnement permettent de maintenir la joue dans l'outil, et ainsi d'éviter une variation de longueur de la joue lors de la réalisation de l'ouverture 800.In addition, positioning holes 801 and 802 can be provided on either side of each of the expansion zones 80. These positioning holes make it possible to hold the cheek in the tool, and thus to avoid a variation in length. of the cheek during the realization of the opening 800.

La largeur de l'ouverture 800 en forme de M est de préférence sensiblement inférieure à la largeur Lj de la joue. Ainsi, une bande de matière périphérique est délimitée entre chaque bord de la joue et le bord longitudinal correspondant du M, dans la partie de l'âme 500 de la zone de dilatation 80. Les bandes de matière sont indiquées par des hachures sur la figure 3. Ces bandes de matière périphériques permettent d'adapter la rigidité en flexion de la joue 50, par exemple à la largeur de la joue. Ces bandes de matière sont de préférence comprises entre 0 mm et 3 mm environ.The width of the M-shaped opening 800 is preferably substantially less than the width L 1 of the cheek. Thus, a band of peripheral material is delimited between each edge of the cheek and the corresponding longitudinal edge of the M, in the portion of the core 500 of the expansion zone 80. The strips of material are indicated by hatching on the figure 3 . These peripheral material strips make it possible to adapt the rigidity in flexion of the cheek 50, for example to the width of the cheek. These strips of material are preferably between about 0 mm and 3 mm.

La figure 5 est un schéma représentant une vue de dessus d'une partie de la joue, selon une variante du deuxième mode de réalisation de la joue. Selon cette variante, une fente 61 ou 62 peut être prévue sur la paroi intérieure de chaque pli latéral 871 et 872, au niveau de la pointe du pli latéral. Plus précisément, chaque fente s'étend suivant la ligne de pli du pli latéral correspondant, sur la paroi intérieure de celui-ci. Chaque fente 61 et 62 a de préférence une section transversale en forme de V, la pointe du V étant orientée vers l'extérieur de la joue. Les fentes 61 et 62 permettent de faciliter le pliage des ailes 501 et 502, en cas de dilatation longitudinale.The figure 5 is a diagram showing a top view of a portion of the cheek, according to a variant of the second embodiment of the cheek. According to this variant, a slot 61 or 62 may be provided on the inner wall of each lateral fold 871 and 872, at the tip of the lateral fold. More specifically, each slot extends along the fold line of the corresponding lateral fold, on the inner wall thereof. Each slot 61 and 62 preferably has a section transverse V-shaped, the tip of the V being oriented towards the outside of the cheek. The slots 61 and 62 facilitate the folding of the wings 501 and 502, in case of longitudinal expansion.

L'ouverture 800 et les plis latéraux 871 et 872 de la zone de dilatation 80 permettent d'affaiblir l'âme centrale 500 pour compenser une dilatation longitudinale de la joue, tout en favorisant une rigidité en flexion, dans le plan perpendiculaire au plan de l'âme.The opening 800 and the lateral folds 871 and 872 of the expansion zone 80 weaken the central core 500 to compensate for longitudinal expansion of the cheek, while promoting flexural stiffness, in the plane perpendicular to the plane of the cheek. blade.

Par ailleurs, les plis latéraux 871 et 872 de la zone de dilatation peuvent permettre de tenir l'intercalaire supérieur plaqué contre le tube supérieur, pendant le brasage.Moreover, the lateral folds 871 and 872 of the expansion zone can make it possible to hold the upper interlayer pressed against the upper tube during brazing.

Conformément au deuxième mode de réalisation de l'invention, les pointes latérales 805 et 807 de l'ouverture en forme de M contribuent également à tenir l'intercalaire supérieur 70 plaqué contre le tube supérieur, pendant le brasage.According to the second embodiment of the invention, the lateral tips 805 and 807 of the M-shaped opening also contribute to holding the upper spacer 70 pressed against the upper tube during brazing.

On fait référence à la figure 6 qui est une vue partielle de la joue 50 assemblée à l'intercalaire 70. Selon un autre aspect de l'invention, il est en outre possible de ne pas braser le pli d'intercalaire 701 situé entre le bord supérieur et le bord inférieur de la pointe centrale 803 avec la joue afin d'améliorer la compensation de dilatation. Le fait de prévoir un pli d'intercalaire libre augmente la souplesse de la joue, tout en conservant une tenue en pression alternée du tube satisfaisante.We refer to the figure 6 which is a partial view of the cheek 50 assembled to the spacer 70. According to another aspect of the invention, it is also possible not to braze the interlayer fold 701 located between the upper edge and the lower edge of the central tip 803 with the cheek to improve the expansion compensation. Providing a free interleaf pleat increases the suppleness of the cheek, while maintaining an alternating pressure resistance of the satisfactory tube.

Il est également possible de ne pas braser les plis latéraux 871 et 872 de la joue sur les intercalaires, ce qui améliore également la souplesse en dilatation.It is also possible not to braze the side folds 871 and 872 of the cheek on the spacers, which also improves the flexibility in expansion.

Pendant le brasage, les tubes d'extrémité chauffés peuvent se dilater sous l'effet du chauffage. Les joues peuvent alors subir une dilatation différentielle par rapport aux tubes d'extrémité. Toutefois, cette dilatation différentielle est compensée par la zone de dilatation 80, conforme à l'invention, qui se déforme de manière à ne pas reporter les contraintes sur les extrémités de l'échangeur.During brazing, the heated end tubes can expand under the effect of heating. The cheeks can then undergo differential expansion relative to the end tubes. However, this differential expansion is compensated by the expansion zone 80, according to the invention, which is deformed so as not to postpone the stresses on the ends of the exchanger.

La joue conforme à l'invention peut être réalisée par profilage. En variante, elle peut être obtenue par emboutissage. L'ouverture 800 peut être obtenue par une découpe de la joue dans la zone de dilatation.The cheek according to the invention can be made by profiling. Alternatively, it can be obtained by stamping. The opening 800 can be obtained by cutting the cheek in the expansion zone.

Les plis latéraux 871 et 872 peuvent être réalisés par une déformation des ailes et de la zone de raccordement des ailes à l'âme, vers l'intérieur de la joue.The lateral folds 871 and 872 can be made by a deformation of the wings and the zone of connection of the wings to the soul, towards the inside of the cheek.

Pour procéder au montage de l'échangeur de chaleur conforme à l'invention, le faisceau de tubes est tout d'abord assemblé, avec des intercalaires 7 insérés entre les tubes 2 et des intercalaires 70 et 71 disposés sur les tubes d'extrémité 20 et 21 respectivement. Les tubes du faisceau sont ensuite engagés dans les plaques collectrices 4, puis les joues 50 et 51 sont fixées aux plaques collectrices. L'échangeur assemblé est ensuite brasé. Les boîtes collectrices 3 peuvent être montées après brasage de l'échangeur. En variante, elles peuvent être brasées avec le faisceau de tubes.To mount the heat exchanger according to the invention, the bundle of tubes is first assembled, with spacers 7 inserted between the tubes 2 and tabs 70 and 71 disposed on the end tubes 20 and 21 respectively. The tubes of the bundle are then engaged in the collector plates 4, then the flanges 50 and 51 are fixed to the collector plates. The assembled exchanger is then brazed. The manifolds 3 can be mounted after soldering the exchanger. Alternatively, they can be brazed with the bundle of tubes.

Dans le deuxième mode de réalisation, les pointes latérales 805 et 807 de l'ouverture 800 en forme de "M" permettent de tenir l'intercalaire supérieur 70 plaqué contre le tube, pendant le brasage.In the second embodiment, the lateral tips 805 and 807 of the opening 800 in the form of "M" make it possible to hold the upper spacer 70 pressed against the tube, during brazing.

Comme indiqué ci-avant en référence à la figure 6, il est possible de laisser un pli d'intercalaire libre 701 entre lesAs indicated above with reference to the figure 6 it is possible to leave a free interleaf fold 701 between

V de l'ouverture en M. Il est par ailleurs possible de ne pas braser les ailes de la joue sur les intercalaires.V of the opening in M. It is also possible not to braze the wings of the cheek on the inserts.

Conformément à l'invention, il est possible d'adapter la forme des plis latéraux et les dimensions de la zone de dilatation 80 pour que les plis latéraux se cassent pendant l'utilisation de l'échangeur, ce qui permet de dissocier complètement l'extrémité de la joue de sa partie centrale. On obtient ainsi un effet similaire à celui qui résulterait d'une coupe par sciage de la joue selon l'art antérieur.According to the invention, it is possible to adapt the shape of the lateral folds and the dimensions of the expansion zone 80 so that the lateral folds break during the use of the exchanger, which makes it possible to dissociate completely the end of the cheek of its central part. This produces an effect similar to that which would result from a cutting by sawing of the cheek according to the prior art.

Bien évidemment, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-avant. Elle englobe toutes les variantes de réalisation qui pourront être envisagées par l'homme du métier. En particulier, l'invention n'est pas limitée à une ouverture 800 en forme générale de rectangle ou à une ouverture en forme générale de "M". D'autres formes peuvent être envisagées. En particulier, une ouverture 800 en forme générale de "X", comme représentée sur la figure 7, pourrait être utilisée pour mettre en oeuvre l'invention.Of course, the present invention is not limited to the embodiments described above. It encompasses all the embodiments that may be envisaged by those skilled in the art. In particular, the invention is not limited to an opening 800 in the general shape of a rectangle or an opening in the general shape of "M". Other forms can be envisaged. In particular, an aperture 800 in the general form of "X", as shown in FIG. figure 7 could be used to implement the invention.

Claims (15)

Joue pour échangeur de chaleur, notamment échangeur de chaleur d'un véhicule automobile, ladite joue comportant une âme centrale (500) sensiblement plane, bordée par deux ailes longitudinales (501,502), et au moins une zone de dilatation (80) pour compenser les dilatations longitudinales de la joue, caractérisée en ce que ladite zone de dilatation comprend deux plis latéraux (871, 872) disposés de part et d'autre de l'axe longitudinal de la joue (Δ), chaque pli latéral s'étendant sur une partie des ailes et sur une partie correspondante d'une zone de raccordement des ailes à l'âme centrale de façon à ce que la section transversale de la joue dans la zone de dilatation est sensiblement en forme de U.Play for heat exchanger, in particular heat exchanger of a motor vehicle, said cheek having a substantially flat central core (500), bordered by two longitudinal wings (501, 502), and at least one expansion zone (80) to compensate for longitudinal dilations of the cheek, characterized in that said expansion zone comprises two lateral folds (871, 872) disposed on either side of the longitudinal axis of the cheek (Δ), each lateral fold extending over a part of the wings and on a corresponding portion of a wing connecting zone to the central core so that the cross section of the cheek in the expansion zone is substantially U-shaped. Joue selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone de dilatation (80) comprend une ouverture (800) agencée dans l'âme centrale (500).Play according to claim 1, characterized in that the expansion zone (80) comprises an opening (800) arranged in the central core (500). Joue selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux plis latéraux (871, 872) sont dirigés vers l'intérieur de la joue.Play according to claim 2, characterized in that the two lateral folds (871, 872) are directed towards the inside of the cheek. Joue selon la revendication 3, caractérisé en ce que les plis latéraux sont sensiblement symétriques entre eux par rapport à l'axe longitudinal de la joue (Δ).Play according to claim 3, characterized in that the lateral folds are substantially symmetrical to each other with respect to the longitudinal axis of the cheek (Δ). Joue selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'ouverture (800) de la zone de dilatation (80) a une longueur sensiblement égale à la longueur des plis latéraux (871, 872).Play according to one of claims 2 to 4, characterized in that the opening (800) of the expansion zone (80) has a length substantially equal to the length of the lateral folds (871, 872). Joue selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que la pointe de chaque pli latéral est sensiblement située au milieu de la zone de dilatation, suivant l'axe longitudinal de la joue (Δ).Play according to one of claims 4 and 5, characterized in that the tip of each lateral fold is substantially located in the middle of the expansion zone, along the longitudinal axis of the cheek (Δ). Joue selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'elle comporte une zone de dilatation unique (80) et en ce que la distance entre le milieu de la zone de dilatation et l'une des plaques collectrices est sensiblement comprise entre 75 mm et 300 mm.Play according to one of claims 2 to 6, characterized in that it comprises a single expansion zone (80) and in that the distance between the middle of the expansion zone and one of the collector plates is substantially between 75 mm and 300 mm. Joue selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'elle comporte deux zones de dilatation, chaque zone de dilatation étant située au voisinage d'une plaque collectrice.Play according to one of claims 2 to 6, characterized in that it comprises two expansion zones, each expansion zone being situated in the vicinity of a collecting plate. Joue selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'ouverture (800) de la zone de dilatation a une forme généralement rectangulaire.Play according to one of claims 2 to 8, characterized in that the opening (800) of the expansion zone has a generally rectangular shape. Joue selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'ouverture (800) de la zone de dilatation a une forme générale de "X".Play according to one of claims 2 to 8, characterized in that the opening (800) of the expansion zone has a general shape of "X". Joue selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ladite ouverture a une forme générale de "M", les jambes du "M" (808, 809) étant dirigées suivant l'axe longitudinal de la joue (Δ).Play according to one of claims 2 to 8, characterized in that said opening has a general shape of "M", the legs of the "M" (808, 809) being directed along the longitudinal axis of the cheek (Δ) . Joue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque pli latéral (871, 872) comprend sur sa paroi interne, une fente (61,62), de direction sensiblement perpendiculaire au plan de l'âme centrale, au niveau de la pointe du pli latéral.Play according to one of the preceding claims, characterized in that each lateral fold (871, 872) comprises on its inner wall, a slot (61, 62), of direction substantially perpendicular to the plane of the central core, at the level of the tip of the side fold. Joue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rapport entre la profondeur (L5) de chaque pli latéral et la largeur (Lj) de la joue est sensiblement compris entre 0,05 et 0,3.Play according to one of the preceding claims, characterized in that the ratio between the depth (L5) of each side fold and the width (Lj) of the cheek is substantially between 0.05 and 0.3. Echangeur de chaleur caractérisé en ce qu'il comporte une joue selon l'une quelconque des revendications précédentesHeat exchanger characterized in that it comprises a cheek according to any one of the preceding claims Echangeur de chaleur selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte un faisceau de tubes (2) et des intercalaires interposés entre les tubes du faisceau pour favoriser l'échange de chaleur, le faisceau étant délimité par deux intercalaires d'extrémités (70, 71), l'échangeur comportant en outre deux plaques collectrices, destinées à être traversées par les extrémités du faisceau, et au moins une dite joue (50, 51) disposée sur l'un desdits intercalaires d'extrémité.Heat exchanger according to claim 14, characterized in that it comprises a bundle of tubes (2) and spacers interposed between the tubes of the bundle to promote the exchange of heat, the bundle being delimited by two end spacers ( 70, 71), the exchanger further comprising two collector plates, intended to be traversed by the ends of the bundle, and at least one said flange (50, 51) disposed on one of said end inserts.
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