FR2809485A1

FR2809485A1 - Manifold for motor vehicle heat exchanger has opening in wall of manifold with cut outs to receive locking lugs on end of stub pipe

Info

Publication number: FR2809485A1
Application number: FR0006843A
Authority: FR
Inventors: Gerard Gille
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2001-11-30
Anticipated expiration: 2020-05-29
Also published as: FR2809485B1

Abstract

The manifold for a motor vehicle heat exchanger has a chamber with an opening (30) in one of the walls to receive a fluid flow stub pipe (32). The stub pipe has a flange (40) to limit its insertion into the opening and spaced lugs (36). The opening has cut outs (34) to receive the lugs as the stub pipe is inserted and the lugs retain the pipe in the opening when the pipe is turned by engaging behind the edges of the opening. An independent claim is also included for the heat exchanger.

Description

Boîte collectrice pour un échangeur de chaleur brasé et échangeur comportant une telle boîte L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur, notamment pour véhicule automobile. Collector box for a brazed heat exchanger and exchanger comprising such a box The invention relates to heat exchangers, in particular for a motor vehicle.

Elle concerne plus particulièrement une boîte collectrice pour un échangeur de chaleur comprenant des parois qui délimitent une chambre, l'une des parois de la chambre étant pourvue d'une ouverture, une tubulure étant raccordée à cette ouverture. It relates more particularly to a header for a heat exchanger comprising walls which delimit a chamber, one of the walls of the chamber being provided with an opening, a pipe being connected to this opening.

Dans une boîte collectrice de ce genre, la plaque collectri ce, que l'on appelle aussi plaque à trous, possède une multiplicité de trous dans lesquels sont reçues les extrémi tés de tubes qui constituent le faisceau de l'échangeur de chaleur. A ces tubes sont associées des ailettes contribuant à augmenter la surface d'échange de chaleur. La plaque collectrice est formée par une paroi qui délimite une chambre communiquant avec les tubes pour permettre la circulation d'un fluide caloporteur dans le faisceau. L'une des parois de la chambre est munie d'au moins une tubulure pour permettre l'entrée ou la sortie du fluide caloporteur. In a collector box of this type, the collector plate, which is also called a perforated plate, has a multiplicity of holes in which the ends of the tubes which constitute the heat exchanger bundle are received. To these tubes are associated fins contributing to increase the heat exchange surface. The collector plate is formed by a wall which delimits a chamber communicating with the tubes to allow the circulation of a heat transfer fluid in the beam. One of the walls of the chamber is provided with at least one tubing to allow the entry or exit of the coolant.

Les échangeurs de chaleur brasés comprennent un faisceau monté entre deux boîtes collectrices. Le faisceau est formé d'une multiplicité de tubes disposés parallèlement entre eux et alternant avec des intercalaires. Ces intercalaires sont de type ondulés, c'est-à-dire qu'ils sont formés à partir d'un feuillard métallique déformé pour constituer des ondulations. Ainsi, un intercalaire disposé entre deux tubes adjacents vient au contact respectif des deux tubes par des régions d'extrémité des ondulations. Brazed heat exchangers comprise a bundle mounted between two manifolds. The beam is formed of a multiplicity of tubes arranged parallel to each other and alternating with spacers. These spacers are of corrugated type, that is to say that they are formed from a deformed metal strip to form corrugations. Thus, a spacer disposed between two adjacent tubes comes into respective contact with the two tubes by end regions of the corrugations.

Habituellement, l'échangeur de chaleur comprend en outre deux joues, encore appelées traverses, qui encadrent le faisceau et sont disposées parallèlement aux tubes. Les différentes pièces sont formées d'une matière métallique revêtue exté rieurement d'un alliage de brasure. Usually, the heat exchanger further comprises two cheeks, also called sleepers, which frame the beam and are arranged parallel to the tubes. The different parts are formed of a metal material externally coated with a solder alloy.

Après assemblage, les différentes pièces de l'échangeur sont brasées par passage dans un four. Il est donc nécessaire de les maintenir temporairement en place afin qu'elles ne puissent pas se déplacer mutuellement durant leur passage dans le four avant d'avoir été solidarisées définitivement entre elles. En particulier, il est nécessaire que les tubulures ne se déplacent pas par rapport à la paroi de la chambre. After assembly, the different parts of the exchanger are brazed by passing through an oven. It is therefore necessary to temporarily hold them in place so that they can not move each other during their passage in the oven before being permanently joined together. In particular, it is necessary that the pipes do not move relative to the wall of the chamber.

Actuellement, la fixation provisoire des tubulures est obtenue en les sertissant sur la boîte collectrice. Une telle opération nécessite un outillage adapté et une reprise de la boîte. Elle est donc coûteuse à effectuer. Currently, the temporary fixing of the tubes is obtained by crimping them on the collecting box. Such an operation requires adapted tools and a recovery of the box. It is therefore expensive to perform.

La présente invention a pour objet une boîte collectrice, et un échangeur de chaleur comportant une telle boîte, qui permettent une fixation provisoire rapide et peu coûteuse de la tubulure dans une ouverture d'une paroi de la boîte collectrice. The present invention relates to a manifold, and a heat exchanger comprising such a box, which allow a rapid and inexpensive temporary fixation of the tubing in an opening of a wall of the manifold.

Ce résultat est obtenu conformément à l'invention par le fait que la tubulure comporte au moins un ergot et par le fait que l'orifice comporte au moins une encoche permettant le passage de l'ergot de la tubulure. De la sorte la tubulure peut être maintenue dans l'ouverture par l'ergot ou les ergots après rotation de la tubulure dans l'ouverture. This result is obtained according to the invention in that the tubing comprises at least one lug and in that the orifice comprises at least one notch allowing the passage of the lug of the tubing. In this way the tubing can be held in the opening by the lug or lugs after rotation of the tubing in the opening.

La tubulure est introduite manuellement ou automatiquement dans l'ouverture, l'ergot ou les ergots étant placés en regard des encoches correspondantes pratiquées à la périphé rie de l'ouverture. Puis la tubulure est tournée angulaire- ment d'un certain angle de manière que l'ergot ou les ergots ne soient plus en regard des encoches. Ainsi la tubulure est maintenue de manière provisoire sur la boîte collectrice de façon stable pendant le passage de l'échangeur dans le four. Avantageusement la tubulure comporte au moins deux ergots. De préférence, la tubulure comporte trois ergots disposés à 120 l'un de l'autre. L'ouverture comportera alors également trois ergots disposés 120 l'un de l'autre. De préférence, le nombre des encoches est égal au nombre des ergots de la tubulure, mais cette caractéristique n'est pas indispensable. Le nombre d'encoches peut également être un multiple du nombre d'ergots. On peut imaginer par exemple que l'ouverture comporte six encoches disposées à 60 l'une de l'autre, ce qui permettrait de limiter l'angle de rotation nécessaire pour introduire les ergots dans les encoches. The tubing is introduced manually or automatically into the opening, the lug or the lugs being placed opposite the corresponding notches made on the periphery of the opening. Then the tubular is rotated angularly at a certain angle so that the lug or lugs are no longer opposite the notches. Thus the tubing is temporarily maintained on the manifold box stably during the passage of the exchanger in the oven. Advantageously, the tubing comprises at least two lugs. Preferably, the tubing comprises three lugs arranged at 120 from one another. The opening will then also include three lugs arranged 120 of one another. Preferably, the number of notches is equal to the number of lugs of the tubing, but this characteristic is not essential. The number of notches can also be a multiple of the number of lugs. One can imagine for example that the opening has six notches arranged at 60 from one another, which would limit the angle of rotation necessary to introduce the lugs in the notches.

Fréquemment, la tubulure est coudée et doit s'étendre dans une direction donnée pour être emmanchée avec un conduit souple. Dans ce cas, il est nécessaire de respecter une orientation angulaire précise de la tubulure par rapport à la boite collectrice. Si la tubulure est montée manuellement, la paroi de la chambre qui comporte l'ouverture est de préfé rence pourvue d'une butée qui limite la rotation de la tubulure par coopération avec un ergot. Frequently, the tubing is bent and must extend in a given direction to be fitted with a flexible conduit. In this case, it is necessary to respect a precise angular orientation of the tubing with respect to the manifold. If the tubing is mounted manually, the wall of the chamber which has the opening is preferably provided with a stop which limits the rotation of the tubing by cooperation with a pin.

D'autres caracteristiques et avantages de la présente invention apparaitront encore à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustra- tif en référence aux figures annexées. Sur ces figures - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'une boîte collectrice pour un échangeur de chaleur selon l'inven tion, comprenant une tubulure en cours d'assemblage ; - la figure 2 est une autre vue partielle en perspective analogue à la figure 1 ; et - les figures 3 et 4 sont des vues agrandies analogues à la figure 2 montrant la tubulure respectivement avant et après assemblage. Other features and advantages of the present invention will become apparent upon reading the following description of an illustrative embodiment given by way of illustration with reference to the appended figures. In these figures - Figure 1 is a partial perspective view of a header for a heat exchanger according to the invention, comprising a tubing during assembly; - Figure 2 is another partial perspective view similar to Figure 1; and - Figures 3 and 4 are enlarged views similar to Figure 2 showing the tubing respectively before and after assembly.

Sur la figure 1, la boîte collectrice comprend une première partie 10 et une seconde partie 12, chacune formée à partir d'une feuille métallique, avantageusement en aluminium, qui est conformée par des opérations classiques de découpage et d'emboutissage. In Figure 1, the manifold comprises a first portion 10 and a second portion 12, each formed from a metal sheet, preferably aluminum, which is shaped by conventional cutting and stamping operations.

La première partie 10 comporte un fond 14 qui est générale ment plat de forme rectangulaire allongée. Ce fond 14 est destiné à constituer la plaque collectrice, encore appelée "plaque à trous", de la boîte collectrice. Ce fond comporte à cette effet une pluralité de trous espacés de forme allongée destinés à recevoir des tubes 18 faisant partie du faisceau de l'échangeur de chaleur. Dans l'exemple décrit, il s'agit de tubes plats 18 entre lesquels sont disposées des ailettes 20 réalisées sous la forme d'intercalaires ondulés. La partie 10 comprend en outre deux flancs latéraux 22 repliés en vis à vis, et qui sont généralement plans et parallèles entre eux. Ces flancs se raccordent sensiblement perpendiculairement au fond 14 par deux lignes pliage 24 qui sont parallèles entre elles. Les flancs latéraux 22 comportent dans leur partie centrale des prolongements respectifs 26 et 28. Le prolongement 26 comporte une ouver ture 30 tandis que le prolongement 28 est complètement fermé. L'ouverture 30 est de forme circulaire et est destinée à permettre l'adaptation d'une tubulure 32 de section circulai re. The first portion 10 has a bottom 14 which is generally flat and elongated rectangular in shape. This bottom 14 is intended to form the collector plate, also called "plate with holes", of the manifold. This bottom comprises for this purpose a plurality of elongate spaced holes for receiving tubes 18 forming part of the beam of the heat exchanger. In the example described, these are flat tubes 18 between which fins 20 are arranged in the form of corrugated inserts. The portion 10 further comprises two lateral flanks 22 folded facing each other, and which are generally planar and parallel to each other. These flanks are connected substantially perpendicular to the bottom 14 by two fold lines 24 which are parallel to each other. The lateral flanks 22 have in their central portion respective extensions 26 and 28. The extension 26 includes an opening 30 while the extension 28 is completely closed. The opening 30 is circular in shape and is intended to allow the adaptation of a tubular 32 of circular section.

La seconde partie 12 s'adapte sur les flancs latéraux 22 en sorte que ces deux parties délimitent conjointement un volume fermé qui communique avec les tubes 18 du faisceau. On comprendra qu'il est possible ainsi de réaliser en une seule opération de brasage un échangeur de chaleur comprenant un faisceau formé par une multiplicité de tubes et d'ailettes, en même temps qu'une ou deux boîtes collectrices. The second part 12 fits on the lateral flanks 22 so that these two parts jointly delimit a closed volume which communicates with the tubes 18 of the beam. It will be understood that it is thus possible to perform in a single brazing operation a heat exchanger comprising a beam formed by a multiplicity of tubes and fins, together with one or two manifolds.

On a représenté sur la figure 2 une vue en perspective des prolongements respectifs 26 et 28 des flancs latéraux 22. On constate que l'ouverture 30, formée dans le prolongement 26, comporte des encoches 34, qui sont au nombre de trois dans l'exemple de réalisation représenté. Les encoches 34 sont disposées à 120 l'une de l'autre. L'extrémité de la tubulure 32 qui s'engage dans l'ouverture 30 comporte trois ergots 36, eux aussi disposés à 12 l'un de l'autre. Ces ergots forment des protubérances en saillie vers l'extérieur de la tubulure. Lorsque les ergots 36 sont en regard des encoches 34, on peut introduire l'extrémité la tubulure dans l'ouverture 30 comme représenté par la flèche F1 sur la figure 3. La tubulure 32 comporte une collerette 40 qui limite la pénétra tion de la tubulure dans l'ouverture 30. Lorsque la colle rette 40 est en appui sur la paroi 26 de la boite collectri ce, on tourne la tubulure dans un sens ou dans l'autre d'un certain angle, par exemple 10 ou 20 (comme montré par la flèche F2 sur la figure 4), de telle sorte que les ergots ne se trouvent plus en regard des encoches 34. La tubulure est ainsi maintenue de manière suffisamment ferme sur la boite collectrice pour qu'il soit possible d'effectuer l'opération de brasage sans qu'elle se déplace. En particulier, les ergots 36 sont conformés de telle manière qu'un léger serrage de la tubulure sur la paroi 26 soit obtenu. FIG. 2 shows a perspective view of the respective extensions 26 and 28 of the lateral flanks 22. It can be seen that the opening 30, formed in the extension 26, comprises notches 34, which are three in number in each other. exemplary embodiment shown. The notches 34 are arranged at 120 from each other. The end of the tubing 32 which engages in the opening 30 has three lugs 36, also arranged at 12 from one another. These lugs form protuberances protruding outwardly of the tubing. When the lugs 36 are opposite the notches 34, it is possible to introduce the end of the tubing into the opening 30 as represented by the arrow F1 in FIG. 3. The tubing 32 comprises a flange 40 which limits the penetration of the tubing in the opening 30. When the glue 40 is resting on the wall 26 of the collector box, the tubing is rotated in one direction or the other by an angle, for example 10 or 20 (as shown by the arrow F2 in Figure 4), so that the pins are no longer opposite the notches 34. The tubing is thus held sufficiently firmly on the manifold to be able to perform the brazing operation without it moving. In particular, the lugs 36 are shaped such that a slight tightening of the tubing on the wall 26 is obtained.

Toutefois, il arrive fréquemment que la tubulure 32, au lieu d'être cylindrique droite comme représenté dans l'exemple, présente une forme coudée. Dans ce cas, elle devra être disposée selon une orientation angulaire précise par rapport à la boîte collectrice afin de la raccorder à une conduite souple du circuit de circulation du fluide. Si la tubulure est introduite par un robot, ce dernier peut être réglé de manière à donner une orientation angulaire convenable et aucune mesure supplémentaire n'est nécessaire. Si la tubulure est introduite manuellement par un opérateur, la paroi 26 comportera de préférence un bossage 42 (figures 3 et 4), obtenu par exemple par poinçonnage, et formant une butée qui limite le mouvement de rotation de la tubulure par rapport à la boite collectrice. Lorsque l'un des ergots 36 vient en butée contre le bossage 42, l'angle de rotation convenable est obtenu. I1 est important que les encoches 34 aient une faible dimen sion de manière à pouvoir être comblées par l'alliage de brasage lors de l'opération de brasage. However, it often happens that the tubular 32, instead of being straight cylindrical as shown in the example, has a bent shape. In this case, it must be arranged in a precise angular orientation relative to the manifold to connect to a flexible pipe of the fluid circulation circuit. If the tubing is introduced by a robot, the robot can be adjusted to provide a proper angular orientation and no further action is necessary. If the tubing is introduced manually by an operator, the wall 26 will preferably comprise a boss 42 (FIGS. 3 and 4), obtained for example by punching, and forming a stop that limits the rotational movement of the tubing relative to the box. collecting. When one of the lugs 36 abuts against the boss 42, the appropriate angle of rotation is obtained. It is important that the notches 34 are small in size so that they can be filled by the solder alloy during the soldering operation.

L'échangeur de chaleur de l'invention peut être utilisé notamment pour constituer un radiateur de refroidissement du moteur ou un radiateur de chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile.The heat exchanger of the invention can be used in particular to constitute an engine cooling radiator or a heating radiator of the passenger compartment of a motor vehicle.

Claims

Claims

1. Collector box for a heat exchanger comprising walls (12, 14, 22) defining a chamber, one of the walls (22) of the chamber being provided with an opening (30), a tubing (32) ) being connected to the opening (30), characterized in that the tubing (32) comprises at least one lug (36), and in that the opening (30) comprises at least one notch (34) for the passage of the lug (36), so that the tubing can be held in the opening by the lug or lugs after rotation of the tubing in the opening.

2. header box according to claim 1, characterized in that the number of notches (34) is equal to the number of lugs (36).

3. header box according to claim 1, characterized in that the number of notches (34) is a multiple of the number of lugs (36).

4. collector box according to one of claims 3, characterized in that the tubing (32) comprises at least two lugs (36).

5. Collector box according to one of claims 1 to 4, characterized in that the tubing (32) comprises three lugs (36) disposed at 120 from one another.

Container according to one of claims 1 to 5, characterized in that the wall of the chamber which has the opening (30) is provided with a stop (42) which limits the rotation of the tubing (32). by cooperation with a pin (36.

7. Heat exchanger characterized in that it comprises at least one header box according to one of claims 1 to 6