FR2822532A1 - Echangeur de chaleur a joues laterales, en particulier pour vehicule automobile - Google Patents

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Abstract

L'échangeur de chaleur de l'invention comprend une boîte collectrice (26) et une plaque collectrice (20) assemblées mécaniquement par des dents de sertissage (36) issues de la plaque collectrice et recourbées contre un talon périphérique (24) de la boîte collectrice, ainsi que des joues latérales (38) prolongées à chaque extrémité par un flasque (44) qui est assemblé à la boîte collectrice et/ ou à la plaque collectrice. Ce flasque est muni de pattes de sertissage (46) qui recouvrent les dents de sertissage (36) de la plaque collectrice, pour assurer une liaison renforcée. L'échangeur de chaleur de l'invention peut être utile notamment comme radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile.

Description

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Echangeur de chaleur à ioues latérales, en particulier pour véhicule automobile L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur, en particulier pour véhicule automobile.
Elle concerne plus particulièrement un échangeur de chaleur, du type comprenant une boîte collectrice et une plaque collectrice assemblées mécaniquement par des dents de sertissage issues de la plaque collectrice et recourbées contre un talon périphérique de la boîte collectrice, et des joues latérales prolongées à chaque extrémité par un flasque qui est assemblé à la boîte collectrice et/ou à la plaque collectrice.
On connaît déjà des échangeurs de chaleur de ce type qui comprennent habituellement un premier ensemble boîte collectrice/plaque collectrice à une extrémité et un deuxième ensemble boîte collectrice/plaque collectrice à une autre extrémité. Ces deux ensembles sont placés aux deux extrémités d'un corps d'échangeur de chaleur qui est constitué d'un ensemble de tubes et d'ailettes, qui peuvent être des ailettes planes ou encore des ailettes ondulées.
Le plus souvent, chaque boîte collectrice est réalisée par moulage d'une matière plastique et elle comporte une face ouverte, généralement de forme rectangulaire, qui est délimitée par le talon périphérique. Chaque plaque collectrice comporte des trous dans lesquels débouchent les tubes du faisceau et elle délimite une gorge périphérique qui reçoit le talon périphérique de la boîte collectrice avec interposition d'un joint d'étanchéité. Ce dernier est comprimé par l'effet des dents de sertissage.
Les joues latérales sont interposées entre les deux ensembles pour assurer la cohésion de l'échangeur de chaleur et
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permettre, en outre, la fixation de l'échangeur de chaleur sur la structure du véhicule ou bien encore la fixation d'accessoires sur l'échangeur de chaleur.
Dans un échangeur de chaleur du type précité, le flasque de la joue latérale est le plus souvent brasé contre la plaque collectrice, dans une région du pourtour de cette dernière qui porte les dents de sertissage.
Il est connu aussi, d'après FR-A-2 558 246, de former, à l'extrémité de chaque flasque, des créneaux qui sont rabattus contre le talon de la boîte collectrice. Toutefois, dans ce cas, la boîte collectrice et la plaque collectrice sont assemblées mécaniquement entre elles par des agrafes.
Un échangeur de chaleur de ce type peut être utilisé notamment pour constituer un radiateur de refroidissement du moteur d'un véhicule automobile.
Or, un tel échangeur de chaleur subit, en service, un certain nombre de contraintes mécaniques dues à la pression du fluide qui le traverse, mais aussi aux vibrations engendrées par le moteur du véhicule.
Il est apparu que, dans ces conditions, les dents de sertissage qui assurent l'assemblage mécanique entre la boîte collectrice et la plaque collectrice peuvent, dans des conditions limites, se déformer et conduire, à plus ou moins long terme, à une perte d'étanchéité entre la boîte collectrice et la plaque collectrice.
En outre, il est apparu que dans de telles conditions extrêmes, une zone de rupture pouvait se produire au niveau de la joue latérale, dans la région du flasque, qui est située proche de la zone de brasage.
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L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle vise ainsi à perfectionner un échangeur de chaleur du type précité pour éviter tout risque de rupture des joues latérales et renforcer également les dents de sertissage.
L'invention propose à cet effet un échangeur de chaleur du type défini précédemment, dans lequel le flasque de la joue latérale est muni de pattes de sertissage qui recouvrent les dents de sertissage de la plaque collectrice.
Ainsi, les dents de sertissage de la plaque collectrice sont recouvertes par les pattes de sertissage du flasque, ce qui procure une double épaisseur de matière, et renforce les dents de sertissage. De ce fait, ces dents sont renforcées extérieurement et ne risquent plus de constituer des zones de rupture, même dans des conditions limites d'utilisation de l'échangeur de chaleur.
De surcroît, ceci permet de renforcer la liaison entre la joue latérale et l'ensemble boîte collectrice/plaque collectrice.
Dans un échangeur de chaleur du type précité, la joue latérale comprend habituellement une âme bordée par deux ailes longitudinales, mais seulement dans la partie centrale de la joue latérale, comme enseigné par la publication FR-A-2 558 246.
L'invention prévoit que la joue latérale comprend une âme bordée par deux ailes longitudinales qui s'étendent jusqu'au flasque et jusqu'à proximité immédiate des pattes de sertissage de ladite joue latérale.
On procure ainsi un renforcement de la joue latérale, spécialement dans la région du flasque, c'est-à-dire dans la région qui est prolongée par les pattes de sertissage.
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De préférence, chacune des ailes longitudinales est repliée sensiblement à angle droit par rapport à l'âme et est dirigée vers l'extérieur de l'échangeur de chaleur.
Dans une première forme de réalisation de l'invention, chacune des ailes longitudinales est repliée sensiblement à angle droit sur toute sa longueur, y compris dans la région du flasque.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, chacune des ailes longitudinales est repliée sensiblement à angle droit sur toute sa longueur, sauf dans la région du flasque où elle présente une extrémité rabattue contre l'âme. La présence de cette extrémité rabattue permet de diminuer l'encombrement de l'échangeur.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la plaque collectrice comprend au moins une dent de verrouillage qui s'étend entre deux dents de sertissage voisines, est repliée vers l'extérieur pour passer entre deux pattes de sertissage voisines de la joue latérale et est rabattue contre l'âme de la joue latérale.
La présence de cette dent de verrouillage contribue encore au renforcement de l'ensemble, dans la région de la liaison entre la joue latérale et l'ensemble boîte collectrice/plaque collectrice.
Conformément à l'invention, les pattes de sertissage de la joue latérale peuvent être seulement serties mécaniquement sur les dents de sertissage de la plaque collectrice.
En variante, ces pattes de sertissage peuvent être serties mécaniquement et brasées sur les dents de sertissage. Cela améliore la liaison entre la joue et la plaque collectrice.
L'invention s'applique tout particulièrement à un échangeur de
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chaleur comprenant deux joues latérales opposées reliées, d'une part, à un premier ensemble plaque collectrice/boîte collectrice et, d'autre part, à un deuxième ensemble plaque collectrice/boîte collectrice.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue en élévation, avec arrachement partiel, d'une partie d'un échangeur de chaleur selon l'invention ; - la Figure 2 est une vue partielle en perspective d'une partie de la joue dont les pattes de sertissage recouvrent les dents de sertissage de la plaque collectrice ; et - la Figure 3 est une vue en perspective, analogue à la Figure 2, dans une variante de réalisation.
L'échangeur de chaleur 10 représenté à la Figure 1 comprend un corps 12 formé d'une multiplicité de tubes 14 entre lesquels sont disposés des intercalaires 16 de forme ondulée.
Les tubes 14 servent à la circulation d'un fluide de refroidissement et les intercalaires 16, en contact thermique avec les tubes 14, font office d'ailettes de dissipation de chaleur.
Les tubes 14 débouchent, par leurs extrémités respectives 18, dans une plaque collectrice 20 de forme générale rectangulaire, réalisée en une matière métallique, par exemple en alliage d'aluminium.
La plaque collectrice 20 est délimitée par une bordure périphérique 22 délimitant une gorge périphérique dans laquelle
Figure img00050001

est logé un talon périphérique 24 faisant partie d'une boîte
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collectrice 26. Cette boîte collectrice est réalisée par moulage d'une matière plastique et elle comprend une paroi de fond 28 qui délimite un compartiment intérieur 30 et qui comporte une face ouverte délimitée par le talon 24 précité. La plaque collectrice 20 et la boîte collectrice 26 sont réunies de manière étanche par l'intermédiaire d'un joint compressible 32 qui est logé dans le fond de la gorge délimitée par la bordure périphérique 22.
Le talon 24 comporte un rebord d'appui 34 de forme générale rectangulaire contre lequel viennent appuyer des dents de sertissage 36, encore appelées créneaux, formées à l'extrémité de la bordure 22. Ces dents 36 sont repliées par sertissage pour exercer une pression sur le rebord 34 du talon pour réaliser la compression du joint 32 et, par conséquent, l'étanchéité entre la plaque collectrice et la boîte collectrice.
L'échangeur 10 représenté sur la Figure 1 peut constituer, par exemple, un radiateur de refroidissement du moteur d'un véhicule automobile. Les tubes de circulation 14 sont alors parcourus par le fluide de refroidissement du moteur.
Habituellement, dans un tel échangeur de chaleur, le corps 12 est relié, à une extrémité, à un ensemble boîte collectrice 26/plaque collectrice 20 et, à l'autre extrémité, à un ensemble analogue. Ces deux ensembles sont réunis en outre par deux joues latérales 38 dont une seule est représentée (partiellement) sur la Figure 1.
Cette joue est réalisée en une matière métallique et elle comprend une âme 40 de forme générale rectangulaire, bordée par deux ailes longitudinales 42 que l'on voit mieux sur la Figure 2. Chacune des joues latérales 38 se termine, à chaque extrémité, par un flasque 44 qui est conformé pour venir en appui contre la bordure périphérique 22 de la plaque
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collectrice. La joue latérale est réalisée en une matière métallique, avantageusement un alliage à base d'aluminium. Les ailes longitudinales 42 sont repliées sensiblement à angle droit par rapport à l'âme 40. Elles permettent de rigidifier et renforcer la joue latérale 38.
La joue 38 comporte, à chacune de ses extrémités, un flasque 44 qui vient en appui extérieur contre la bordure périphérique 22 de la plaque collectrice 20 (Figures 1 et 2). Ce flasque 44 se prolonge par des pattes de sertissage 46, ici au nombre de deux, qui sont repliées contre deux dents de sertissage voisines 36 de la plaque collectrice. Les pattes 46 viennent ainsi recouvrir les deux dents de sertissage 36, ce qui permet de former une double épaisseur de matière dans la région où les dents de sertissage 36 viennent appuyer sur le talon 24 de la boîte collectrice.
Les joues 38 sont disposées de manière opposée et viennent appuyer sur la bordure périphérique 22 dans les régions des "petits côtés"de l'ensemble boîte collectrice/plaque collectrice.
On exerce ainsi une action de renforcement qui fait que les dents de sertissage 36 sont protégées et renforcées, empêchant ainsi tout risque de rupture accidentelle due à des efforts mécaniques importants liés, par exemple, à un excès de pression de fluide et/ou à des vibrations excessives.
Par ailleurs, comme on peut le voir sur les Figures 1 et 2, les ailes longitudinales 42 sont repliées sensiblement à angle droit, et cela sur toute leur longueur, y compris dans la région du flasque 44. Les ailes 42 ont des extrémités respectives 48 qui se situent, en effet, au niveau du flasque 44 et sont situées à proximité immédiate des pattes de sertissage 46.
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Dans la technique antérieure, les ailes 42 s'arrêtaient à distance du flasque et des ruptures risquaient de se produire dans cette région, qui est particulièrement exposée à des efforts mécaniques importants.
On se réfère maintenant à la Figure 3 qui montre une forme de réalisation qui s'apparente à celle de la Figure 2. Les éléments communs sont désignés par les mêmes références numériques.
La principale différence réside ici dans le fait que chacune des ailes longitudinales 42 est repliée sensiblement à angle droit sur toute sa longueur, sauf dans la région du flasque.
Dans cette région, chacune des ailes comprend une partie terminale 50 qui est rabattue, comme montré par la flèche F de la Figure 3, pour venir en appui contre l'âme 40, dans la région du flasque 44. Cela procure un meilleur renforcement et, en outre, diminue l'encombrement du fait du rabattement des régions d'extrémité 50.
Une autre différence, par rapport à la forme de réalisation de la Figure 2, réside dans la présence d'une dent de verrouillage 52 qui est issue de la plaque collectrice 20 et qui est disposée entre deux dents de sertissage voisines 36. Toutefois, cette dent de verrouillage 52 est repliée vers l'extérieur pour passer entre les deux pattes de sertissage voisines 46 et est ensuite rabattue contre l'âme 50. Ceci garantit un renforcement supplémentaire de la liaison entre la plaque collectrice 20 et le flasque 44 de la joue latérale.
Conformément à l'invention, les pattes de sertissage 46 de la joue latérale peuvent être seulement serties mécaniquement sur les dents de sertissage 36 de la plaque collectrice.
Il est possible aussi, pour renforcer davantage la liaison, de braser les pattes de sertissage 46 sur les dents de sertissage
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36. Ce brasage permet d'assurer une liaison accrue dans toute la région où le flasque 44, y compris les pattes de sertissage 46, est en appui contre la bordure périphérique 22 de la plaque collectrice 20, y compris les dents de sertissage 36.
On procure ainsi un renforcement accru de la structure qui permet à l'échangeur de chaleur de résister à des efforts mécaniques importants en raison, par exemple, d'une élévation importante de la pression du fluide ou de vibrations élevées.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemple et s'étend à d'autres variantes.
L'échangeur de chaleur n'est pas limité à une application en tant que radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. Il peut être utilisé à d'autres fins, par exemple dans un circuit de climatisation de véhicule automobile.

Claims (9)

  1. Figure img00100001
    Revendications 1. Echangeur de chaleur, du type comprenant une boîte collectrice (26) et une plaque collectrice (20) assemblées mécaniquement par des dents de sertissage (36) issues de la plaque collectrice et recourbées contre un talon périphérique (24) de la boîte collectrice, et des joues latérales (38) prolongées à chaque extrémité par un flasque (44) qui est assemblé à la plaque collectrice et/ou à la boîte collectrice, caractérisé en ce que le flasque (44) est muni de pattes de sertissage (46) qui recouvrent les dents de sertissage (36) de la plaque collectrice (20).
  2. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la joue latérale (38) comprend une âme (40) bordée par deux ailes longitudinales (42) qui s'étendent jusqu'au flasque (44) et jusqu'à proximité immédiate des pattes de sertissage (46) de ladite joue latérale.
  3. 3. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des ailes longitudinales (42) est repliée sensiblement à angle droit par rapport à l'âme (40) et est dirigée vers l'extérieur de l'échangeur de chaleur.
  4. 4. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune des ailes longitudinales (42) est repliée sensiblement à angle droit sur toute sa longueur, y compris dans la région du flasque (44).
  5. 5. Echangeur de chaleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que chacune des ailes longitudinales (42) est repliée sensiblement à angle droit sur toute sa longueur, sauf dans la région du flasque (44) où elle présente une extrémité (50) rabattue contre l'âme.
    <Desc/Clms Page number 11>
  6. 6. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la plaque collectrice (20) comprend au moins une dent de verrouillage (52) qui s'étend entre deux dents de sertissage (36) voisines, est repliée vers l'extérieur pour passer entre deux pattes de sertissage voisines (46) de la joue latérale (38) et est rabattue contre l'âme (40) de la joue latérale (38).
  7. 7. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les pattes de sertissage (46) de la joue latérale (38) sont seulement serties mécaniquement sur les dents de sertissage (36) de la plaque collectrice (20).
  8. 8. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les pattes de sertissage (46) de la joue latérale (38) sont serties mécaniquement et brasées sur les dents de sertissage (36) de la plaque collectrice (20).
  9. 9. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend deux joues latérales (38) opposées reliées, d'une part, à un premier ensemble plaque collectrice (20)/boîte collectrice (26) et, d'autre part, à un deuxième ensemble plaque collectrice (20)/boîte collectrice (26).
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