FR2472734A1 - Motor vehicle heat exchanger - has reinforcing section for tube base, connected via lugs to water tank - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un échangeur de chaleur équipé d'au moins un collecteur qui est relié, conjointement avec des parties latérales délimitant ses petits cotés, par des attaches repliées à une boîte a eau ou analogue, qui sont repliées autour d'un bord de la boîte à eau. The present invention relates to a heat exchanger equipped with at least one collector which is connected, together with side parts delimiting its short sides, by folded fasteners to a water box or the like, which are folded around an edge of the water box.
De tels échangeurs de chaleur sont connus (DE-AS 24 49 045), dans lesquels les parties du corps d'échange de chaleur peuvent être assembles et maintenues uniquement par pliage de pattes et seulement apres une opération additionnelle de soudage peut encore être effectuée. Dans le cas des modes d'exécution connus, les parties latérales sont réalisées sous la forme de profilés en U ouverts vers l'extérieur, qui peuvent être réalisés de façon relativement solide, mais à proximité de leur fixation, les branches du profilé en U sont découpées, et une fixation sur les coudes s'effectue uniquement grâce aux pattes repliées vers le haut, qui sont également encore adjacentes au côté inférieur de la gorge recevant le bord de la boite à eau sur le bord du collecteur.Un inconvénient de ces modes d'exécution réside par conséquent dans le fait qu'à proximité des points de liaison entre la partie latérale et le collecteur ou la boîte à eau, la résistance n'est pas suffisante et dans le fait que de tels échangeurs de chaleur peuvent perdre leur étanchéité par suite des vibrations se produisant en permanence, en particulier lorsqu'ils doivent être mis en oeuvre dans des véhicules, si, comme mentionné précédemment, une opération supplémentaire de soudage n'est pas effectuée. Les pattes repliées seules n'assurent pas une fixation durable en particulier si des charges de flexion sont introduites par une déformation du corps d'échange de chaleur de sa forme rectangulaire aux points de liaison. Such heat exchangers are known (DE-AS 24 49 045), in which the parts of the heat exchange body can be assembled and held only by folding tabs and only after an additional welding operation can still be carried out. In the case of known embodiments, the lateral parts are produced in the form of U-shaped profiles open towards the outside, which can be produced in a relatively solid manner, but close to their fixing, the branches of the U-shaped profile are cut out, and fixing on the elbows is carried out only thanks to the legs folded upwards, which are also still adjacent to the lower side of the groove receiving the edge of the water box on the edge of the collector. embodiments therefore lies in the fact that near the connection points between the side part and the collector or the water box, the resistance is not sufficient and in the fact that such heat exchangers can lose their tightness as a result of vibrations occurring continuously, in particular when they have to be used in vehicles, if, as mentioned previously, an additional welding operation is not carried out uée. The folded legs alone do not provide a lasting fixing in particular if bending loads are introduced by a deformation of the heat exchange body from its rectangular shape at the connection points.
La présente invention a par conséquent pour objet de réaliser un échangeur de chaleur pouvant être fabriqué mécaniquement sans travaux de soudage et possédant cependant ane grande résistance et une grande rigidité à proximité de la. liaison collecteur-parties latérales. The object of the present invention is therefore to provide a heat exchanger which can be manufactured mechanically without welding work and which, however, has high strength and high rigidity close to the. manifold-side connection.
L'invention réside dans le fait qu'aux parties latérales est reliée une partie de renfort recouvrant au moins partiellement un côté longitudinal du collecteur, qui est munie également d'attaches sur son bord supérieur et recouvre le bord de la boîte à eau. Grâce à cette réalisation, on obtient dans les coins du corps d'échange de chaleur un renforcement à l'égard des contraintes de flexion, qui empêche efficacement un détachement de la liaison par serrage d'attaches même lors de l'apparition de vibrations. The invention resides in the fact that to the lateral parts is connected a reinforcing part covering at least partially a longitudinal side of the manifold, which is also provided with fasteners on its upper edge and covers the edge of the water box. With this embodiment, there is obtained in the corners of the heat exchange body a reinforcement with respect to the bending stresses, which effectively prevents a detachment of the connection by tightening of fasteners even during the appearance of vibrations.
La partie de renfort peut avantageusement être reliée à la partie latérale à proximité du bord situé entre le côté longitudinal et le petit côté, par exemple être soudée par points . Ce processus de fixation permet une préfabrication de la partie latérale et de la partie de renfort, de sorte que lors de l'assemblage ultérieur du collecteur, du réservoir et de la partie latérale, aucun travail de soudage ou de brasage n'est plus nécessaire. La partie de renfort peut, d'une manière particulièrement avantageuse, être réalisée en forme de U et avec son âme médiane adjacente au petit côté et avec ses deux branches adjacentes aux côtés longitudinaux. Cette réalisation procure une rigidité particulièrement satisfaisante, qui convient éminement pour la liaison sans soudure souhaitée.Un maintien particulièrement satisfaisant entre la partie de renfort et la partie latérale peut également encore être obtenu par le fait que l'âme est réalisée sous forme de plaque et soudée à la partie latérale et par le fait que les branches sont réalisées sous la forme de trianglesrectangles dont les côtés de l'angle droit sont adjacents à la partie latérale ou au bord de la boîte à eau. On obtient ainsi, pour une dépense en matières premières relativement faible, le renfort recherché dans les coins, qui est en soi connu dans le cas de radiateurs avec un châssis extérieur distinct. Dans des échangeurs de chaleur du type envisagé ici, qui doivent être assemblés mécaniquement et sans soudure de la manière la plus simple possible, l'utilisation de la partie de renfort réalisée en forme de U procure cependant des avantages particuliers.La partie latérale peut également être réalisée sous la forme d'un profilé en U, mais dont les branches sont alignées vers l'intérieur sur les branches de la partie de renfort et soudées à celle-ci, de préférence soudées par points.The reinforcing part can advantageously be connected to the lateral part near the edge situated between the longitudinal side and the short side, for example being spot welded. This fixing process allows a prefabrication of the side part and the reinforcement part, so that during the subsequent assembly of the manifold, the tank and the side part, no welding or brazing work is no longer necessary. . The reinforcing part can, in a particularly advantageous manner, be made in the shape of a U and with its central core adjacent to the short side and with its two branches adjacent to the longitudinal sides. This embodiment provides a particularly satisfactory rigidity, which is eminently suitable for the desired seamless connection. A particularly satisfactory support between the reinforcement part and the side part can also be obtained by the fact that the core is produced in the form of a plate and welded to the side part and by the fact that the branches are made in the form of trianglesrectangles whose sides of the right angle are adjacent to the side part or to the edge of the water box. There is thus obtained, for a relatively low expenditure on raw materials, the reinforcement sought in the corners, which is in itself known in the case of radiators with a separate external chassis. In heat exchangers of the type envisaged here, which must be assembled mechanically and seamlessly in the simplest possible way, the use of the reinforcing part made in the form of a U, however, provides particular advantages. be made in the form of a U-shaped profile, but whose branches are aligned inward on the branches of the reinforcing part and welded thereto, preferably spot welded.
Cette réalisation procure une forme particulièrement stable.This embodiment provides a particularly stable shape.
Afin de ne pas avoir à respecter des tolérances de fabrication importantes, il est avantageux que la surface de l'âme et les surfaces de branches de la partie de renfort soient séparées les unes des autres sur les bords d'intersection par des fentes, car de cette manière, les différentes parties résultantes, se trouvant perpendiculaires entre elles, peuvent être adaptées de façon simple aux surfaces correspondantes de la partie latérale en forme de U et reliées à celle-ci. Il est également avantageux de munir l'âme et les branches de la partie de renfort d'attaches qui passent non seulement au-dessous'mais également au-dessus du bord de la boîte à eau.Une forme de réalisation avantageuse, qui procure une assise parfaite, à l'épreuve des déplacements, de la partie latérale sur les autres parties, peut être réalisée par le fait que les attaches de l'âme et des branches sont introduites dans les espaces intermédiaires des pattes du collecteur entourant le bord de la boîte à eau. Cette réalisation tire parti de la connaissance que les espaces intermédiaires existant de toute fa çon entre les pattes du collecteur, qui servent à la Liaison avec la boîte à eau, peuvent également et simultanément être utilisées pour une fixation en position des parties de renfort et des parties latérales. On obtient ainsi en effet une sorte de denture entre les pattes et les attaches des différentes parties, qui contribue à une solidité particulièrement satisfaisante. In order not to have to respect large manufacturing tolerances, it is advantageous that the surface of the core and the branch surfaces of the reinforcement part are separated from each other on the edges of intersection by slots, because in this way, the different resulting parts, being perpendicular to each other, can be adapted in a simple way to the corresponding surfaces of the U-shaped side part and connected to it. It is also advantageous to provide the core and the branches of the reinforcing part with fasteners which pass not only below but also above the edge of the water box. An advantageous embodiment, which provides a perfect, movement-proof seating of the lateral part on the other parts, can be achieved by the fact that the fasteners of the core and of the branches are introduced into the intermediate spaces of the collector's legs surrounding the edge of the water box. This realization takes advantage of the knowledge that the intermediate spaces existing anyway between the legs of the collector, which serve for the connection with the water box, can also and simultaneously be used for fixing in position the reinforcing parts and side parts. This gives a kind of toothing between the legs and the fasteners of the different parts, which contributes to a particularly satisfactory solidity.
D'autres avantages et caractéristiques de l'objet de l'invention ressortiront de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, en regard des dessins annexés. Other advantages and characteristics of the subject of the invention will emerge from the description which follows of embodiments, with reference to the appended drawings.
La Figure 1 est une élévation antérieure schématique d'un échangeur de chaleur réalisé selon l'invention
La Figure 2 est une représentation à grande échelle d'un coin de l'échangeur de chaleur de la Figure 1, partiellement découpée
La Figure 3 est une vue en face de l'angle représenté sur la Figure 2 de l'échangeur de chaleur dans le sens de la flèche III de la Figure 1
La Figure 4 est une coupe d'une autre forme de réalisation d'une partie de renfort utilisable pour l'échangeur de chaleur de la Figure 1 ;
La Figure 5 est une vue de dessus de la partie de renfort de la Figure 4
La Figure 6 est une autre variante d'une partie de renfort
La Figure 7 est une vue de dessus de la moitié de la partie de renfort de la Figure 6. Figure 1 is a schematic front elevation of a heat exchanger produced according to the invention
Figure 2 is a large-scale representation of a corner of the heat exchanger of Figure 1, partially cut away
Figure 3 is a front view of the angle shown in Figure 2 of the heat exchanger in the direction of arrow III in Figure 1
Figure 4 is a section of another embodiment of a reinforcing part usable for the heat exchanger of Figure 1;
Figure 5 is a top view of the reinforcement portion of Figure 4
Figure 6 is another variant of a reinforcing part
Figure 7 is a top view of half of the reinforcement portion of Figure 6.
Sur la Figure 1 est représenté un échangeur de chaleur, par exemple un radiateur pour le moteur d'un véhicule automobile, qui est constitué par deux boîtes à eau 1 et 2, deux parties latérales 3 et 3', ainsi que deux collecteurs 4, 4' représentés schématiquement, entre lesquels se trouvent les tubes non représentés en détail pour le fluide d'échange de chaleur et qui portent les ailettes d'échange de chaleur à nervures entourant ceux-ci. FIG. 1 shows a heat exchanger, for example a radiator for the engine of a motor vehicle, which consists of two water boxes 1 and 2, two lateral parts 3 and 3 ′, as well as two collectors 4, 4 'shown schematically, between which are the tubes not shown in detail for the heat exchange fluid and which carry the heat exchange fins with ribs surrounding them.
Ainsi qu'il ressort des Figures 2 et 3, la boite à eau 1, qui peut par exemple être réalisée en matière plastique, possède un bord périphérique 5 qui'est introduit dans une gorge périphérique 7 du collecteur 6, qui est délimitée vers l'extérieur par un bord relevé 8 du collecteur, qui présente des pattes 9 repliables au-dessus du bord 5. En vue de l'étanchéité du réservoir 1 et du collecteur 6, un joint d'étanchéité déformable périphérique 20 est introduit dans la gorge 7, et est déformé au-dessus du bord 5 au moyen des pattes 9. La partie latérale 3 est elle-même réalisée à la manière d'un profilé en U et pénètre avec ses branches 3a dans la région des côtés longitudinaux de l'échangeur de chaleur.La surface extrême de la partie latérale 3 et les branches 3a entourent extérieurement l'âme 10 et les deux branches 10a d'une partie de renfort 11 réalisée en forme de U, et sont soudées par points de façon connue avec ces parties aux points 12. La partie de renfort 11 et la partie latérale 3 ou d'une manière analogue, a partie 3', sont par conséquent préfabriquées en un ensemble unitaire stable avant l'assemblage avec les collecteurs 6 et réservoirs 1. As shown in Figures 2 and 3, the water box 1, which can for example be made of plastic, has a peripheral edge 5 which is introduced into a peripheral groove 7 of the manifold 6, which is delimited towards the exterior by a raised edge 8 of the manifold, which has foldable tabs 9 above the edge 5. With a view to sealing the reservoir 1 and the manifold 6, a deformable peripheral seal 20 is introduced into the groove 7, and is deformed above the edge 5 by means of the tabs 9. The lateral part 3 is itself produced in the manner of a U-shaped profile and penetrates with its branches 3a in the region of the longitudinal sides of the The extreme surface of the lateral part 3 and the branches 3a externally surround the core 10 and the two branches 10a of a reinforcing part 11 made in the shape of a U, and are spot welded in a known manner with these parts at points 12. The reinforcing part 11 and the lateral part 3 or in a similar manner, at part 3 ′, are therefore prefabricated into a stable unitary assembly before assembly with the collectors 6 and tanks 1.
Aussi bien les branches 10a que l'âme 10 de la partie de renfort 11 présentent sur leur bord supérieur 13 qui est réalisé en forme de baguette, des attaches 14 pliées au-dessus du bord 5 de la boite à eau 1, qui sont réalisées et dimensionnées de sorte qu'elles pénètrent dans les espaces intermédiaires entre les pattes 9 d collecteur 6. Les attaches 14 et 9 forment pan conséquent une sorte de denture et procurent un maintien sur contre un déplacement longitudinal des parties de renfort 11 par rapport à la boîte à eau 1 et au collecteur 6. Ainsi, les parties latérales 3 sont également fixées aux deux autres parties, sans qu'une opération de soudage soit nécessaire. Both the branches 10a and the core 10 of the reinforcing part 11 have, on their upper edge 13 which is produced in the form of a rod, fasteners 14 folded above the edge 5 of the water box 1, which are produced and dimensioned so that they penetrate into the intermediate spaces between the tabs 9 of manifold 6. The fasteners 14 and 9 therefore form a sort of toothing and provide support against against a longitudinal displacement of the reinforcing parts 11 relative to the water box 1 and to the collector 6. Thus, the side parts 3 are also fixed to the other two parts, without a welding operation being necessary.
Dans l'exemple de réalisation des Figures 2 et 3, les branches 10a ainsi que l'âme 10 de la partie de renfort sont encore munies d'autres attaches 15 qui sont découpées des parties correspondantes et sont pliées vers l'intérieur au-dessous du bord 5 de la boite à eau 1. La fixation est de cette façon particulièrement satisfaisante. Comme il ressort en outre des Figures 2 et 3, des pliages 16 sont prévus dans la zône au-dessous du bord 5 de la boîte à eau 1, qui doivent compenser de façon en soi connue des dilatations thermiques entre les parties latérales 3 et la boîte à eau 1 ou le collecteur 6.Les surfaces des branches 10a et de l'âme 10 sont sép sées les unes des autres par des fentes 17 s'étendant parallèlement aux bords entre les côtés extrêmes et longitudinaux de l'échangeur de chaleur, de sorte que l'âme 10 et les branches 10a peuvent s'appliquer plus facilement aux surfaces des branches 3a et de la partie latérale 3, afin d'être soudées. In the embodiment of Figures 2 and 3, the branches 10a and the core 10 of the reinforcing part are further provided with other fasteners 15 which are cut from the corresponding parts and are folded inwards below from the edge 5 of the water box 1. The fixing is in this way particularly satisfactory. As further emerges from Figures 2 and 3, folds 16 are provided in the area below the edge 5 of the water box 1, which must compensate in a known manner for thermal expansion between the side parts 3 and the water box 1 or the collector 6. The surfaces of the branches 10a and of the core 10 are separated from one another by slots 17 extending parallel to the edges between the extreme and longitudinal sides of the heat exchanger, so that the core 10 and the branches 10a can be applied more easily to the surfaces of the branches 3a and of the lateral part 3, in order to be welded.
Sur les Figures 4 et 5, est représentée une partie de renfort 11', qui est de structure sensiblement identique à celle de la partie de renfort 11 des Figures 2 et 3, de sorte que des parties homologues portent également les mêmes numéros de référence. La partie de renfort représentée sur les Figures 4 et 5 présente également des moulures 16 dirigées vers l'intérieur en vue de l'absorption de dilatations thermiques et se différencie de la partie de renfort 11 des Figures 2 et 3 uniquement par le fait que l'âme 10' est sensiblement plus courte que les branches îOa. I1 manque également l'évidement 18 prévu dans l'exemple de réalisation des Figures 2 et 3 au milieu des branches iota. La réalisation de la partie de renfort 11' représentée sur les Figures 4 et 5 convient particulièrement pour de petits échangeurs de chaleur. In FIGS. 4 and 5, a reinforcing part 11 ′ is shown, which is of structure substantially identical to that of the reinforcing part 11 in FIGS. 2 and 3, so that homologous parts also have the same reference numbers. The reinforcing part shown in Figures 4 and 5 also has moldings 16 directed inwardly for the absorption of thermal expansion and differs from the reinforcing part 11 of Figures 2 and 3 only by the fact that the 'core 10' is significantly shorter than the branches îOa. I1 also lacks the recess 18 provided in the embodiment of Figures 2 and 3 in the middle of the iota branches. The embodiment of the reinforcing part 11 'shown in Figures 4 and 5 is particularly suitable for small heat exchangers.
Tandis que dans les deux ensembles de réalisation des Figures 2 et 3 ou 4 et 5, la partie latérale 3 est placee extérieurement autour de l'âme 10, 10' ou extérieurement autour des branches 10a, lova', elle est appliquée dans la forme de réalisation de la Figure 6 au côté interne de l'âme 10" est y soudée. Pour le reste, le principe de la structure est identique. While in the two embodiments of Figures 2 and 3 or 4 and 5, the lateral part 3 is placed externally around the core 10, 10 'or externally around the branches 10a, lova', it is applied in the form 6 of the internal side of the core 10 "is welded thereto. For the rest, the principle of the structure is identical.
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