FR2735842A1 - Raccordement entre un tube et une plaque metalliques pour un echangeur de chaleur, en particulier de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un raccordement entre un tube et une plaque métalliques pour un échangeur de chaleur. La plaque (10) est munie d'un collet (12) entourant une ouverture (14) et s'étendant sur une hauteur (H) donnée à partir de la plaque, le collet présentant une extrémité (16) se raccordant à la plaque et une extrémité libre (24) dont dépend une butée (26) réalisée au moins en partie sous la forme d'une collerette et dirigée radialement vers l'intérieur du collet pour servir d'appui à l'extrémité (34) d'un tube (28), introduit dans le collet, pour permettre un positionnement axial précis du tube par rapport à la plaque. Application aux échangeurs de chaleur pour véhicule automobile.

Description

Raccordement entre un tube et une plaque métalliques pour un échanqeur de chaleur, en particulier de véhicule automobile
L'invention concerne un raccordement entre un tube et une plaque métalliques pour un échangeur de chaleur, en particulier de véhicule automobile.

Elle concerne plus particulièrement un raccordement dans lequel le tube est introduit par une extrémité dans une ouverture de forme conjuguée que comporte la plaque.

De tels raccordements sont utilisés dans certains types d'échangeurs de chaleur pour raccorder un tube, par exemple une tubulure, à une plaque, par exemple une plaque faisant partie d'une boîte collectrice, en vue de leur assemblage ultérieur par brasage.

I1 peut s'agir en particulier d'une tubulure raccordée à une boîte collectrice pour permettre l'entrée ou la sortie d'un fluide caloporteur parcourant l'échangeur de chaleur.

Généralement, le tube et la plaque sont tous deux en aluminium ou alliage d'aluminium et leur assemblage définitif se fait par brasage avec apport d'un alliage de brasure qui est généralement un placage présent sur le tube et/ou la plaque.

La réalisation de tels raccordements pose un certain nombre de problèmes.

I1 faut tout d'abord assurer un positionnement axial précis du tube par rapport à la plaque préalablement à leur assemblage définitif par brasage. En effet, il est essentiel que le tube soit engagé dans l'ouverture de la plaque sur une longueur déterminée à partir de son extrémité, afin de permettre une fabrication standardisée d'échangeurs de chaleur dont les caractéristiques dimensionnelles doivent répondre à des tolérances extrêmement précises.

I1 faut également, notamment dans le cas de tubes coudés, assurer un positionnement angulaire précis du tube par rapport à la plaque. Ceci est essentiel, en particulier dans le cas d'une tubulure d'entrée ou de sortie de fluide d'un échangeur de chaleur, pour la liaison de la tubulure avec le circuit du fluide.

En outre, il est essentiel d'assurer une surface de contact suffisante entre le tube et la plaque pour obtenir un assemblage résistant mécaniquement aux efforts auxquels est soumis l'échangeur de chaleur.

On connaît, d'après la publication de brevet français
No 2 189 142, un assemblage entre un tube et une plaque, tous deux en aluminium ou alliage d'aluminium, dans lequel le tube comprend un bourrelet extérieur situé à faible distance de l'extrémité par laquelle il doit être engagé dans l'ouverture de la plaque. Ce bourrelet fournit une surface d'appui limitant l'introduction du tube dans l'ouverture de la plaque.

Toutefois, cette solution ne permet pas de maîtriser, dans des limites de tolérance précises, la valeur de la distance comprise entre le bourrelet et l'extrémité du tube. I1 en résulte un positionnement axial imprécis du tube par rapport à la plaque.

Cette publication enseigne aussi, notamment dans le cas de tubes coudés, de prévoir des sertissages ponctuels entre le tube et la plaque pour leur donner une position angulaire mutuelle précise.

Cependant, cette solution n'est pas satisfaisante car elle nécessite une opération supplémentaire de sertissage qui doit être conduite immédiatement après la mise en place du tube dans l'ouverture de la plaque.

De plus, cette solution connue ne permet pas d'offrir une surface de contact suffisamment importante entre le tube et la plaque en vue de leur assemblage par brasage.

L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités.

Elle propose à cet effet un raccordement du type défini en introduction, dans lequel la plaque est munie d'un collet entourant l'ouverture et s'étendant sur une hauteur donnée à partir de la plaque, et dans lequel le collet présente une extrémité se raccordant à la plaque et une extrémité libre dont dépend une butée réalisée au moins en partie sous la forme d'une collerette dirigée radialement vers l'intérieur du collet pour servir de butée à l'extrémité du tube.

Le collet et sa butée peuvent être réalisés avec des caractéristiques dimensionnelles précises et reproductibles, autorisant une fabrication standardisée et en série d'échangeurs de chaleur, notamment pour véhicule automobile.

Dans une première forme de réalisation de l'invention, la butée est réalisée sous la forme d'une collerette continue qui s'étend sur toute la périphérie de l'extrémité libre du collet.

Cette première forme convient tout particulièrement à des tubes, par exemple des tubes rectilignes, qui n'exigent pas un positionnement angulaire précis.

Dans une seconde forme de réalisation de l'invention, la butée est réalisée sous la forme d'un tronçon de collerette propre à s'engager dans une encoche de forme conjuguée ménagée à partir de l'extrémité du tube.

Cette seconde forme de réalisation de l'invention convient tout particulièrement à des tubes coudés nécessitant un positionnement angulaire précis.

Dans une troisième forme de réalisation de l'invention, la butée est réalisée sous la forme d'une collerette continue qui présente une encoche propre à recevoir une languette de forme conjuguée qui prolonge axialement le tube à son extrémité.

Cette troisième forme de réalisation de l'invention convient également aux tubes coudés pour leur donner une position angulaire précise.

I1 est à noter que, dans les deux dernières formes de réalisation, le positionnement angulaire est obtenu automatiquement après introduction du tube dans l'ouverture de la plaque, sans nécessiter d'opération supplémentaire.

Quelle que soit la forme de réalisation de l'invention, la plaque avec son collet et sa butée sont avantageusement obtenus par matriçage.

L'invention convient tout particulièrement au cas où le tube et la plaque sont tous deux réalisés en aluminium ou en alliage d'aluminium et sont ensuite assemblés par brasage.

Sous un autre aspect, l'invention concerne également un échangeur de chaleur comprenant au moins un raccordement tel que défini précédemment.

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 en coupe partielle d'un raccordement entre un tube et une plaque métalliques selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe analogue d'un raccordement selon une seconde forme de réalisation de l'invention; et - la figure 3 est une vue en coupe analogue d'un raccordement selon une troisième forme de réalisation de l'invention.

On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui montre une plaque métallique 10, par exemple en aluminium ou alliage d'aluminium, faisant partie d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile. Cette plaque 10 peut être par exemple une plaque collectrice ou une paroi d'une boîte collectrice de l'échangeur de chaleur. La plaque 10 est déformée par matriçage ou emboutissage pour constituer un collet 12 qui, dans l'exemple, est un collet cylindrique circulaire présentant un axe XX perpendiculaire au plan général de la plaque 10. Le collet 12 entoure ainsi une ouverture circulaire 14 d'axe XX.

Le collet 12 présente une extrémité 16 qui se raccorde à la plaque 10 par l'intermédiaire d'une partie 18 en forme de cuvette, ce qui permet de déporter l'extrémité 16 d'un côté du plan général de la plaque 10.

La partie 18 en forme de cuvette comprend une partie tronconique 20 reliée au plan général de la plaque 10 et une partie annulaire 22 reliée à cette partie tronconique et à l'extré- mité 16 du collet 12.

Ce dernier présente une extrémité libre 24 déportée de l'autre côté du plan général de la plaque 10 et dont dépend une butée 26 réalisée au moins en partie sous la forme d'une collerette dirigée radialement vers l'intérieur du collet.

Cette butée est une collerette continue qui s'étend sur toute la périphérie de l'extrémité 24 et qui forme ainsi un rebord annulaire offrant une surface d'appui.

Le collet 12 s'étend sur une grande hauteur H à partir de la plaque 10, c'est-à-dire ici à partir de la partie annulaire 22 de la cuvette 18. La butée 26 offre une surface d'appui située à une distance D déterminée par rapport à la plaque 10, ce qui permet un positionnement axial précis du tube par rapport à la plaque.

Le raccordement de la figure 1 comprend en outre un tube 28, dans l'exemple coudé, pouvant constituer par exemple une tubulure d'entrée ou de sortie de l'échangeur de chaleur. Le tube 28 comporte une partie coudée 30 et une partie terminale rectiligne 32 aboutissant à une extrémité 34. La partie terminale 32 est cylindrique circulaire et possède un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre intérieur du collet 12 pour permettre le raccordement.

La partie terminale 32 du tube est introduite dans le collet 12 jusqu'à ce que son extrémité 34 vienne en appui contre la butée 26, ce qui permet d'offrir un positionnement axial précis du tube 28 par rapport à la plaque 10.

Le tube et la plaque peuvent être ensuite assemblés par brasage, par exemple par cuisson au four, avec apport d'un alliage de brasage. De préférence, l'un au moins du tube et de la plaque est revêtu d'un alliage de brasage pour réaliser cette opération.

I1 est à noter que le collet 12 offre une grande surface de contact avec la partie terminale 32 du tube 28, ce qui permet une bonne liaison par brasage entre elles.

On se réfère maintenant à la figure 2 dans laquelle les éléments communs avec ceux de la figure 1 sont désignés sous les mêmes références numériques. La différence principale réside dans le fait que l'extrémité libre 24 du collet 12 présente une butée 36 réalisée sous la forme d'un tronçon de collerette dirigé vers l'intérieur du collet. Ce tronçon de collerette s'étend sur une faible étendue angulaire, de préférence inférieure à 10 .

La partie terminale 32 du tube 28 comprend une encoche 38 ayant une forme conjuguée de celle du tronçon de collerette 36. Cette encoche 38 est réalisée dans la paroi du tube à partir de son extrémité libre 34 et offre ainsi un fond 40 décalé par rapport à l'extrémité 34 du tube 28.

La partie terminale 32 du tube 28 est introduite dans le collet 12 jusqu'à ce que l'encoche 38 se trouve en regard du tronçon de collerette 36. Le fond 40 de l'encoche 38 vient alors en appui contre la surface d'appui procurée par le tronçon de collerette 36. On assure ainsi à la fois un positionnement axial et un positionnement angulaire précis du tube 28 par rapport à la plaque 10.

Dans la forme de réalisation de la figure 3, les éléments communs avec ceux des figures 1 et 2 sont désignés par les mêmes références numériques.

L'extrémité libre 24 du collet 12 est munie d'une butée réalisée sous la forme d'une collerette continue 42 dirigée vers l'intérieur du tube et analogue à la collerette 26 de la figure 1. Toutefois, la collerette 42 présente une encoche 44 en forme de découpe qui s'étend sur un intervalle angulaire limité, généralement de l'ordre d'une dizaine de degrés. Dans cette forme de réalisation, l'extrémité 34 du tube 28 se prolonge axialement par une languette 46 de forme conjuguée de celle de l'encoche 44.

Ainsi, lorsque la partie terminale 32 du tube est introduite dans le collet 12, la languette 46 du tube vient, en fin d'introduction, s'engager dans l'encoche 44. I1 en résulte, comme dans la forme de réalisation de la figure 2, à la fois un positionnement axial et un positionnement angulaire précis.

Dans toutes les formes de réalisation précitées, la partie terminale 32 du tube 28 est engagée avec frottement dans le collet 32, ce qui permet une immobilisation temporaire du tube par rapport à la plaque 10 avant leur assemblage définitif par brasage.

I1 est à noter que, compte tenu du fait que la butée 26 en forme de collerette de la figure 1 est une partie pliée, l'extrémité 34 du tube ne peut pas venir en contact surfacique avec cette butée 26, mais uniquement avec la partie arrondie entre le collet 12 et la butée 26.

Dans l'éventualité où il serait possible de réaliser un angle vif entre la butée en forme de collerette et le collet, alors une butée surfacique existerait entre ces deux éléments.

La même remarque s'applique à l'égard de la butée 36 en forme de tronçon de collerette de la figure 2 et la butée 42 en forme de collerette de la figure 3.

L'invention s'applique de façon générale au raccordement entre un tube et une plaque métallique d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile. I1 peut s'agir d'un échangeur de chaleur parcouru par le fluide de refroidissement du moteur du véhicule, ou encore d'un échangeur de chaleur parcouru par un fluide frigorigène pour faire partie d'une installation de climatisation.

La plaque peut, bien entendu, être munie de plusieurs collets propres à recevoir plusieurs tubes correspondants.

Claims (8)

Revendications

1.- Raccordement entre un tube et une plaque métalliques pour un échangeur de chaleur, en particulier de véhicule automobile, dans lequel le tube (28) est introduit par une extrémité (34) dans une ouverture (14) de forme conjuguée que comporte la plaque (10), caractérisé en ce que la plaque (10) est munie d'un collet (12) entourant l'ouverture (14) et s'étendant sur une hauteur (H) donnée à partir de la plaque, et en ce que le collet (12) présente une extrémité (16) se raccordant à la plaque et une extrémité libre (24) dont dépend une butée (26; 36; 42) réalisée au moins en partie sous la forme d'une collerette dirigée radialement vers l'intérieur du collet (12) pour servir de butée à l'extrémité (34) du tube.

2.- Raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée (26) est réalisée sous la forme d'une collerette continue qui s'étend sur toute la périphérie de l'extrémité libre (24) du collet (12).

3.- Raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée (36) est réalisée sous la forme d'un tronçon de collerette propre à s'engager dans une encoche (38) de forme conjuguée, ménagée à partir de l'extrémité (34) du tube (28).

4.- Raccordement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la butée (42) est réalisée sous la forme d'une collerette continue qui présente une encoche (44) propre à recevoir une languette (46) de forme conjuguée qui prolonge axialement le tube (28) à son extrémité (34).

5.- Raccordement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaque (10) avec son collet (12) et sa butée (26; 36; 42) sont obtenus par matriçage.

6.- Raccordement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le collet (12) est relié à la plaque (10) par une partie en forme de cuvette (18).

7.- Raccordement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le tube (28) et la plaque (10) sont réalisés tous deux en aluminium ou en alliage d'aluminium en vue de leur assemblage par brasage.

8.- Echangeur de chaleur comprenant au moins un raccordement selon l'une des revendications 1 à 7.