FR2706994A1 - Heat exchanger with water (header) boxes connected by uprights - Google Patents
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Abstract
Description
Echangeur de chaleur à boîtes à eau reliées par des montants
L'invention concerne un échangeur de chaleur comportant des boîtes à eau reliées par des montants et destiné aux véhicules automobiles, en particulier aux poids lourds.Heat exchanger with water boxes connected by uprights
The invention relates to a heat exchanger comprising water boxes connected by uprights and intended for motor vehicles, in particular for heavy goods vehicles.
On connaît déjà des échangeurs de chaleur du type comprenant un faisceau de tubes monté entre deux boîtes à eau, ainsi que deux montants reliant les deux boîtes à eau en encadrant le faisceau, chacun des montants comprenant une âme à section transversale en U dont les deux extrémités sont munies chacune de deux joues latérales opposées propres à être fixées sur une boîte à eau.Heat exchangers of the type already known comprising a bundle of tubes mounted between two water boxes, as well as two uprights connecting the two water boxes by framing the bundle, each of the uprights comprising a U-shaped cross section core, the two of which ends are each provided with two opposite side cheeks suitable for being fixed on a water box.
Les deux montants forment alors, en combinaison avec les deux boîtes à eau, un cadre rigide conférant une résistance mécanique élevée à l'échangeur de chaleur. On peut réaliser ainsi des échangeurs de chaleur de grandes dimensions, notamment pour poids lourds, qui doivent être soumis en fonctionnement à des contraintes mécaniques élevées dues notamment aux vibrations du moteur et aux différences de dilatation subies par les tubes du faisceau.The two uprights then form, in combination with the two water boxes, a rigid frame giving high mechanical resistance to the heat exchanger. Large heat exchangers can thus be produced, in particular for heavy goods vehicles, which must be subjected in operation to high mechanical stresses due in particular to the vibrations of the engine and to the differences in expansion undergone by the tubes of the bundle.
Dans les échangeurs de chaleur de ce type, les boîtes à eau peuvent être à paroi métallique, par exemple en cuivre, ou encore à paroi en matière plastique moulée.In heat exchangers of this type, the water boxes can have a metal wall, for example made of copper, or else a wall made of molded plastic.
Dans le premier cas, du fait que les boîtes à eau sont à paroi mince, il faut prévoir généralement des moyens de passage des fourreaux ou analogues qui relient deux faces opposées de la boîte à eau et qui sont destinés à être traversés par des moyens de fixation, tels que vis, goupilles ou analogues, reliant les deux joues du montant.In the first case, because the water boxes are thin-walled, it is generally necessary to provide means for passage of the sleeves or the like which connect two opposite faces of the water box and which are intended to be crossed by means of fixing, such as screws, pins or the like, connecting the two cheeks of the upright.
Dans le second cas, la fixation des joues sur les boîtes à eau en matière plastique est généralement plus aisée. Elle peut se faire par exemple par des vis auto-taraudeuses, comme décrit dans la Demande de brevet français No 91 02981 de la
Demanderesse.In the second case, the fixing of the cheeks on the plastic water boxes is generally easier. It can be done for example by self-tapping screws, as described in French Patent Application No. 91 02981 of the
Applicant.
Outre les inconvénients liés à la fixation des joues sur les boîtes métalliques, un autre inconvénient tient au fait qu'il faut prévoir des montants adaptés spécifiquement aux boîtes à eau utilisées, qu'elles soient en métal ou en matière plastique.In addition to the drawbacks linked to the fixing of the cheeks to the metal cans, another drawback is due to the fact that it is necessary to provide uprights specifically adapted to the water boxes used, whether they are made of metal or plastic.
L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités.The object of the invention is in particular to overcome the aforementioned drawbacks.
Elle propose à cet effet un échangeur de chaleur du type défini en introduction dans lequel, pour la fixation d'un montant sur une boîte à eau, on prévoit une pièce intercalaire propre à être fixée entre les deux joues et à prendre appui contre une face d'extrémité de la boîte à eau qui relie deux faces latérales de ladite boîte à eau.To this end, it proposes a heat exchanger of the type defined in the introduction in which, for fixing an upright to a water box, an intermediate piece is provided which is suitable for being fixed between the two cheeks and for bearing against a face. end of the water box which connects two side faces of said water box.
La fixation des joues s'effectue alors directement sur la pièce intercalaire et non pas sur la boîte à eau proprement dite. Il n'est alors plus nécessaire de prévoir des passages, taraudages, etc., destinés à recevoir les moyens de fixation des joues.The cheeks are then fixed directly on the intermediate piece and not on the water box itself. It is then no longer necessary to provide passages, tappings, etc., intended to receive the means for fixing the cheeks.
Cet avantage est particulièrement appréciable dans le cas des boîtes à eau à paroi métallique pour lesquelles la réalisation de fourreaux ou autres moyens de passage analogues nécessite des opérations délicates.This advantage is particularly appreciable in the case of water boxes with metal walls for which the production of sleeves or other similar passage means requires delicate operations.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la pièce intercalaire comporte une face d'appui inclinée de forme adaptée à la face d'extrémité de la boîte à eau, ainsi que deux faces latérales sur lesquelles sont fixées respectivement les deux joues du montant.According to another characteristic of the invention, the intermediate piece comprises an inclined bearing face of a shape adapted to the end face of the water box, as well as two lateral faces on which the two cheeks of the upright are fixed respectively.
Avantageusement, la face d'appui de la pièce intercalaire et la face d'extrémité de la boîte à eau comportent des moyens d'emboîtement complémentaires. A titre d'exemple, la face d'appui de la pièce intercalaire peut comporter une nervure transversale propre à s'emboîter, au montage, dans une rainure transversale que présente la face d'extrémité de la boîte à eau.Advantageously, the bearing face of the intermediate piece and the end face of the water box comprise complementary fitting means. By way of example, the bearing face of the intermediate piece may include a transverse rib suitable for fitting, during assembly, in a transverse groove which has the end face of the water box.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux faces latérales de la pièce intercalaire se prolongent pour recouvrir respectivement les deux faces latérales de la boîte à eau
La pièce intercalaire possède ainsi, en section transversale, une forme générale en U lui permettant de coiffer la boîte à eau.According to another characteristic of the invention, the two lateral faces of the intermediate piece extend to respectively cover the two lateral faces of the water box
The intermediate piece thus has, in cross section, a general U shape allowing it to cap the water box.
L'invention prévoit avantageusement une cale élastique de faible épaisseur qui est interposée entre la pièce intercalaire et la boîte à eau, au moins dans la région comprise entre la face d'appui de la pièce intercalaire et la face d'extrémité de la boîte à eau.The invention advantageously provides an elastic shim of small thickness which is interposed between the intermediate piece and the water box, at least in the region between the bearing face of the intermediate piece and the end face of the box. water.
Cette cale élastique, avantageusement réalisée en matière plastique souple, forme un matelas amortisseur entre la pièce intercalaire et la boîte à eau.This elastic wedge, advantageously made of flexible plastic, forms a damping mat between the intermediate piece and the water box.
La pièce intercalaire est avantageusement réalisée en matière plastique moulée.The intermediate piece is advantageously made of molded plastic.
Comme déjà indiqué, cette pièce intercalaire est tout particulièrement adaptée à des boîtes à eau en matière métallique, par exemple en cuivre.As already indicated, this intermediate piece is particularly suitable for water boxes made of metallic material, for example copper.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'échangeur de chaleur comporte des moyens de fixation, tels que des vis ou analogues, traversant au moins un trou de chacune des joues et s'engageant dans la pièce intercalaire.According to another characteristic of the invention, the heat exchanger comprises fixing means, such as screws or the like, passing through at least one hole in each of the cheeks and engaging in the intermediate piece.
Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les trous des joues sont disposés en des endroits choisis pour permettre la fixation des joues, soit sur une pièce intercalaire qui prend elle-même appui sur une boîte à eau, soit directement sur une boîte à eau.According to another advantageous characteristic of the invention, the cheek holes are arranged in places chosen to allow the cheeks to be fixed, either on an intermediate piece which itself rests on a water box, or directly on a water box. water.
L'invention permet ainsi d'utiliser un même type de montant pour relier, soit deux boîtes à eau métalliques (avec utilisation de quatre pièces intercalaires), soit deux boîtes à eau en matière plastique moulée (sans utilisation de pièces intercalaires).The invention thus makes it possible to use the same type of upright to connect either two metal water boxes (with the use of four intermediate pieces) or two molded plastic water boxes (without the use of intermediate pieces).
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue partielle en élévation d'un échangeur de chaleur selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe d'une partie de l'échangeur de chaleur de la figure 1, le plan de coupe étant parallèle au dessin de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe, à échelle réduite, de la pièce intercalaire de la figure 2; et - la figure 4 est une vue partielle, à échelle réduite, d'une joue d'un montant.In the description which follows, given solely by way of example, reference is made to the appended drawing, in which - FIG. 1 is a partial view in elevation of a heat exchanger according to the invention; - Figure 2 is a sectional view of part of the heat exchanger of Figure 1, the cutting plane being parallel to the drawing of Figure 1; - Figure 3 is a sectional view, on a reduced scale, of the insert of Figure 2; and - Figure 4 is a partial view, on a reduced scale, of a cheek post.
L'échangeur de chaleur représenté à la figure 1 comprend un faisceau 10 qui est formé d'une multiplicité de tubes 12 traversant des ailettes 14 et qui est monté entre deux boîtes à eau 16 et 18, toutes deux formées d'une matière métallique, par exemple du cuivre.The heat exchanger shown in FIG. 1 comprises a bundle 10 which is formed from a multiplicity of tubes 12 passing through fins 14 and which is mounted between two water boxes 16 and 18, both made of a metallic material, for example copper.
La boîte à eau 16, placée en partie supérieure de l'échangeur de chaleur, comprend une plaque collectrice 20, encore appelée "plaque à trous", dans laquelle débouchent les extrémités des tubes 12. La plaque collectrice 20 comporte un rebord périphérique 22 qui est replié pour définir une gorge en U dans laquelle s'engage un bord périphérique 24 de la paroi métallique de la boîte à eau 16. Le bord 24 est assemblé avec le rebord 22 par un brasage 26. La boîte à eau 16 comporte en outre une tubulure d'entrée 28.The water box 16, placed in the upper part of the heat exchanger, comprises a collecting plate 20, also called a "hole plate", into which the ends of the tubes 12 open. The collecting plate 20 has a peripheral rim 22 which is folded back to define a U-shaped groove in which engages a peripheral edge 24 of the metal wall of the water box 16. The edge 24 is assembled with the flange 22 by brazing 26. The water box 16 further comprises an inlet pipe 28.
La boîte à eau 18, placée en partie inférieure, comprend une plaque collectrice 30 dans laquelle débouchent les autres extrémités des tubes 12, la plaque collectrice 30 étant assemblée à la paroi métallique de la boîte à eau par brasage. La boîte à eau 18 comporte en outre une tubulure de sortie 32.The water box 18, placed in the lower part, comprises a collecting plate 30 into which the other ends of the tubes 12 open, the collecting plate 30 being assembled to the metal wall of the water box by brazing. The water box 18 also comprises an outlet pipe 32.
Les boîtes à eau 16 et 18 sont reliées entre elles par deux montants 34 formés chacun d'une âme 36 à section transversale en forme de U. Sur chacune des extrémités de chacun des montants 34 sont prévues deux joues opposées 38 qui s'étendent dans des plans sensiblement parallèles entre eux. Dans l'exemple, l'âme 36 de chaque montant est un profilé métallique à section en U comportant deux ailes opposées sur chacune desquelles est soudée une joue 38. L'échangeur de chaleur comporte ainsi huit joues 38, opposées deux à deux, dont quatre seulement apparaissent sur le dessin de la figure 1.The water boxes 16 and 18 are interconnected by two uprights 34 each formed by a core 36 of U-shaped cross section. On each end of each of the uprights 34 are provided two opposite cheeks 38 which extend in planes substantially parallel to each other. In the example, the core 36 of each upright is a metal section with a U section having two opposite wings on each of which is welded a cheek 38. The heat exchanger thus comprises eight cheeks 38, opposite in pairs, of which only four appear in the drawing in Figure 1.
Comme on le voit sur la figure 2, chaque joue 38 comprend une partie 40, de forme générale rectangulaire, soudée à l'âme 36, et à laquelle se rattache une partie 42 de forme générale trapézoïdale destinée à la fixation de la joue sur une pièce intercalaire 44 prenant appui sur la boîte à eau 16 ou la boîte à eau 18. La partie 42 de chaque joue 38 comporte deux trous oblongs 46 (figures 2 et 4) dont la plus grande dimension s'étend dans la direction longitudinale des montants 34, c'est-à-dire dans la direction des tubes 12 du faisceau.As can be seen in FIG. 2, each cheek 38 comprises a part 40, of generally rectangular shape, welded to the core 36, and to which is attached a part 42 of generally trapezoidal shape intended for fixing the cheek to a intermediate piece 44 resting on the water box 16 or the water box 18. The part 42 of each cheek 38 has two oblong holes 46 (FIGS. 2 and 4), the largest dimension of which extends in the longitudinal direction of the uprights 34, that is to say in the direction of the tubes 12 of the bundle.
Dans chacun des trous oblongs 46 est introduite une vis 48 à tête hexagonale (figure 1) venant s'engager dans un alésage 50 (figures 2 et 3) de la pièce intercalaire 44.In each of the oblong holes 46 is introduced a screw 48 with a hexagonal head (FIG. 1) coming to engage in a bore 50 (FIGS. 2 and 3) of the intermediate piece 44.
Chacune des pièces intercalaires 44, dont la structure sera décrite plus loin, est avantageusement réalisée en matière plastique moulée. Les vis 48 peuvent être avantageusement des vis auto-taraudeuses comme décrit dans la Demande de brevet français 91 02981 déjà citée.Each of the intermediate pieces 44, the structure of which will be described later, is advantageously made of molded plastic. The screws 48 can advantageously be self-tapping screws as described in French patent application 91 02981 already cited.
Comme montré à la figure 1, les boîtes à eau 16 et 18 sont ainsi reliées par deux montants 36 et cela par l'intermédiaire de quatre paires de joues 38. Les deux joues opposés 38 fixées à une même extrémité d'un montant 36 encadrent une pièce intercalaire 44 et sont fixées sur deux faces opposées de celle-ci, à chaque fois par deux vis 48.As shown in FIG. 1, the water boxes 16 and 18 are thus connected by two uprights 36 and this by means of four pairs of cheeks 38. The two opposite cheeks 38 fixed at the same end of an upright 36 frame an intermediate piece 44 and are fixed on two opposite faces of the latter, each time by two screws 48.
Chacune des boîtes à eau 16 et 18 comprend, au voisinage de chacune de ses extrémités, une face d'extrémité 52 dirigée inclinée par rapport au plan général de la plaque collectrice 20 ou 30 correspondante (figure 2). Chaque face d'extrémité 52 est reliée à deux faces latérales 54 (figure 2) de la boîte à eau correspondante.Each of the water boxes 16 and 18 comprises, in the vicinity of each of its ends, an end face 52 directed inclined relative to the general plane of the corresponding collecting plate 20 or 30 (FIG. 2). Each end face 52 is connected to two lateral faces 54 (FIG. 2) of the corresponding water box.
La pièce intercalaire 44 possède, comme vu en coupe transversale, une section en forme générale de U lui permettant de coiffer la boîte à eau 16 ou 18 dans la région de sa face d'extrémité 52. La pièce intercalaire 44 est réalisée monobloc et comprend une face d'appui 56 de forme adaptée à la face d'extrémité 52 de la boîte à eau. Cette face d'appui comporte une nervure transversale 58 (figures 2 et 3) propre à s'emboîter au montage dans une rainure transversale 60 (figure 2) formée par emboutissage de la boîte à eau.The intermediate piece 44 has, as seen in cross section, a generally U-shaped section allowing it to cover the water box 16 or 18 in the region of its end face 52. The intermediate piece 44 is made in one piece and comprises a bearing face 56 of shape adapted to the end face 52 of the water box. This bearing face has a transverse rib 58 (FIGS. 2 and 3) suitable for fitting together for mounting in a transverse groove 60 (FIG. 2) formed by stamping the water box.
La pièce intercalaire comporte en outre deux faces latérales 62 se prolongeant pour recouvrir respectivement les deux faces latérales 54 de la boîte à eau correspondante. Les deux faces latérales 62 et la face d'appui 56 forment ainsi une coiffe venant s'adapter étroitement sur l'extrémité de la boîte à eau au niveau de la face d'extrémité 52.The intermediate piece further comprises two side faces 62 extending to respectively cover the two side faces 54 of the corresponding water box. The two lateral faces 62 and the bearing face 56 thus form a cap which fits closely on the end of the water box at the end face 52.
Comme montré à la figure 2, une cale élastique 64 de faible épaisseur, constituée par exemple par un matelas en matière plastique moulée, est interposée au montage entre la pièce intercalaire 44 et la boîte à eau, au moins dans la région comprise entre la face d'appui 56 et la face d'extrémité 52. As shown in FIG. 2, an elastic spacer 64 of small thickness, constituted for example by a molded plastic mattress, is interposed for mounting between the intermediate piece 44 and the water box, at least in the region between the face support 56 and the end face 52.
Comme on le voit plus particulièrement à la figure 3, les alésages 50 de la pièce intercalaire 44 sont avantageusement formés dans des bossages respectifs 66. La pièce intercalaire 54 comporte en outre deux nervures de renforcement 68 et 70 en forme de U et un voile de matière 72 reliant les deux bossages 66 et la nervure 68 et s'étendant dans un plan parallèle au dessin (figures 2 et 3).As can be seen more particularly in FIG. 3, the bores 50 of the intermediate piece 44 are advantageously formed in respective bosses 66. The intermediate piece 54 also comprises two reinforcing ribs 68 and 70 in the shape of a U and a web of material 72 connecting the two bosses 66 and the rib 68 and extending in a plane parallel to the drawing (Figures 2 and 3).
Les trous 46 des joues 38 sont disposés en des endroits choisis pour permettre la mise en place des vis de fixation 48 dans les alésages correspondants 50 de chaque pièce intercalaire 44.The holes 46 of the cheeks 38 are arranged in locations chosen to allow the fixing screws 48 to be placed in the corresponding bores 50 of each intermediate piece 44.
L'invention permet ainsi de relier les deux boîtes à eau par les montants 34 sans réaliser une fixation directe des joues 38 sur les boîtes à eau proprement dites. Il n'est donc plus nécessaire de réaliser des fourreaux ou autres passages pour la mise en place de vis de fixation ou analogues.The invention thus makes it possible to connect the two water boxes by the uprights 34 without making a direct fixing of the cheeks 38 on the water boxes themselves. It is therefore no longer necessary to produce sleeves or other passages for the installation of fixing screws or the like.
Les endroits des trous 46 sont choisis pour permettre aussi d'utiliser les mêmes montants 34 pour relier des botes à eau en matière plastique moulée, comme enseigné par exemple par la Demande de brevet français No 91 02981 déjà citée.The locations of the holes 46 are chosen to also allow the same uprights 34 to be used to connect molded plastic water boxes, as taught for example by the French Patent Application No. 91 02981 already cited.
Dans ce cas, les vis 48 s'engagent dans des alésages prévus directement dans la boîte à eau en matière plastique moulée.In this case, the screws 48 engage in bores provided directly in the molded plastic water box.
Ainsi, un même type de montant peut être utilisé aussi bien pour des boîtes à eau métalliques que pour des boîtes à eau en matière plastique.Thus, the same type of upright can be used both for metallic water boxes and for plastic water boxes.
Quel que soit le type de boîte à eau, la fixation des montants s'effectue de manière particulièrement simple permettant un montage rapide de l'échangeur de chaleur et, le cas échéant, un démontage rapide de celui-ci, par exemple lors d'une réparation. Whatever the type of water box, the mounting of the uprights is carried out in a particularly simple manner allowing rapid assembly of the heat exchanger and, if necessary, rapid disassembly thereof, for example during a repair.
L'invention permet de réaliser des échangeurs de chaleurs de grandes dimensions, en particulier des radiateurs de refroidissement pour moteurs de poids lourds. The invention makes it possible to produce large heat exchangers, in particular cooling radiators for heavy-duty engines.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9307701A FR2706994A1 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Heat exchanger with water (header) boxes connected by uprights |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9307701A FR2706994A1 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Heat exchanger with water (header) boxes connected by uprights |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2706994A1 true FR2706994A1 (en) | 1994-12-30 |
| FR2706994B1 FR2706994B1 (en) | 1995-10-13 |
Family
ID=9448515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9307701A Granted FR2706994A1 (en) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | Heat exchanger with water (header) boxes connected by uprights |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2706994A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2833691A1 (en) * | 2001-12-14 | 2003-06-20 | Valeo Thermique Moteur Sa | Fixing support for heat exchanger comprises moulded component attached to manifold by connectors and equipped with fastenings |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| FR2472734A1 (en) * | 1979-12-29 | 1981-07-03 | Sueddeutsche Kuehler Behr | Motor vehicle heat exchanger - has reinforcing section for tube base, connected via lugs to water tank |
| EP0502836A2 (en) * | 1991-03-06 | 1992-09-09 | Valeo Engine Cooling Aktiebolag | Radiator for an internal combustion engine |
| EP0504635A1 (en) * | 1991-03-21 | 1992-09-23 | Behr GmbH & Co. | Water/air radiator for watercooled internal combustion engine |
-
1993
- 1993-06-24 FR FR9307701A patent/FR2706994A1/en active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2706994B1 (en) | 1995-10-13 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20100226 |