FR2841641A1 - Tube e.g. for motor vehicle engine radiator has manifold plate retaining clip formed by local outer deformation on tube - Google Patents
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Abstract
Description
Tube comportant des moyens de maintien pour un échangeur de chaleur etTube comprising holding means for a heat exchanger and
échangeur de chaleur comportant un faisceau de tels tubes L'invention concerne un tube propre à faire partie d'un échangeur de chaleur tel que, par exemple, un radiateur de The invention relates to a tube suitable for forming part of a heat exchanger such as, for example, a radiator for
refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. cooling of a motor vehicle engine.
Elle concerne également un échangeur de chaleur, notamment pour It also relates to a heat exchanger, in particular for
un véhicule automobile, comportant un faisceau de tels tubes. a motor vehicle, comprising a bundle of such tubes.
Les tubes d'échangeur de chaleur, notamment pour véhicules automobiles, sont souvent constitués d'une bande métallique repliée sur elle-même pour former un profil fermé présentant une section de forme aplatie. Ces tubes sont introduits dans au moins une plaque collectrice comportant des perforations généralement munies d'un collet relevé. La plaque collectrice est elle même coiffée par un couvercle formant boîte collectrice. Les différentes pièces de l'échangeur sont maintenues assemblées sur une table horizontale en vue de leur assemblage Heat exchanger tubes, especially for motor vehicles, often consist of a metal strip folded back on itself to form a closed profile having a flattened section. These tubes are introduced into at least one collector plate comprising perforations generally provided with a raised collar. The collecting plate is itself capped by a cover forming a collecting box. The different parts of the exchanger are kept assembled on a horizontal table for their assembly.
par brasage, généralement dans un four. by soldering, usually in an oven.
Actuellement, le maintien de la plaque collectrice, et par conséquent de la boîte collectrice sur les tubes, est réalisée par un jeu serré entre la plaque collectrice par l'intermédiaire des collets et de la paroi extérieure des tubes. Toutefois, il Currently, the retention of the collector plate, and consequently of the collector box on the tubes, is achieved by a tight clearance between the collector plate via the collars and the outer wall of the tubes. However, it
existe toujours un risque que les pièces se déplacent acciden30 tellement, créant ainsi un échangeur de chaleur défectueux. there is always a risk that the parts will move acciden30 so much, creating a faulty heat exchanger.
L'invention a pour but de créer un tube permettant un meilleur assemblage des tubes dans la plaque collectrice antérieurement The object of the invention is to create a tube allowing better assembly of the tubes in the collecting plate previously.
au brasage de l'échangeur.when brazing the exchanger.
Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que le tube comporte au moins un clip de maintien afin de le retenir dans une perforation de la plaque collectrice de l'échangeur de chaleur. Ainsi, le maintien des tubes sur la boîte collectrice est amélioré. On diminue le risque de basculement de la boîte collectrice par rapport au faisceau de tubes et, par conséquent, les risques de réaliser un échangeur défectueux comportant des fuites internes ou externes. On diminue donc le taux de rebut This object is achieved, in accordance with the invention, by the fact that the tube comprises at least one retaining clip in order to retain it in a perforation in the header plate of the heat exchanger. Thus, the retention of the tubes on the manifold is improved. This reduces the risk of tilting the manifold with respect to the tube bundle and, consequently, the risks of producing a defective exchanger comprising internal or external leaks. We therefore reduce the reject rate
en fin de ligne d'assemblage.at the end of the assembly line.
De préférence, le clip de maintien est réalisé par une déformation locale vers l'extérieur du tube. Preferably, the retaining clip is produced by local deformation towards the outside of the tube.
Dans une réalisation particulière le clip de maintien comporte In a particular embodiment, the retaining clip comprises
un crevé.a punctured.
Le tube peut comporter au moins un clip de maintien sur l'une The tube may include at least one retaining clip on one
au moins de ses faces.at least of its faces.
Dans une autre réalisation, destinée à des échangeurs de chaleur à deux boîtes collectrices opposées, le tube comporte au moins In another embodiment, intended for heat exchangers with two opposite manifolds, the tube comprises at least
un clip de maintien à chacune de ses extrémités. a retaining clip at each of its ends.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les clips de According to another characteristic of the invention, the clips of
maintien sont situés à proximité d'une zone de brasage. are located near a soldering area.
Le tube de l'invention est avantageusement un tube plat comportant deux faces planes opposées. Un tel tube est obtenu The tube of the invention is advantageously a flat tube comprising two opposite planar faces. Such a tube is obtained
de préférence par pliage d'une tôle métallique. preferably by folding a metal sheet.
Par ailleurs, l'invention concerne un échangeur de chaleur, notamment pour un véhicule automobile, comportant un faisceau de tubes d'échangeur de chaleur et au moins une plaque collectrice comportant des perforations dans lesquelles les tubes sont introduits, et dans lequel les tubes sont conformes à l'invention. Furthermore, the invention relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, comprising a bundle of heat exchanger tubes and at least one collector plate comprising perforations in which the tubes are inserted, and in which the tubes are according to the invention.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit, d'exemples Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following description, of examples
de réalisation donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures: - la figure 1 est une vue en perspective d'un échangeur de chaleur pour un véhicule automobile; - la figure 2 est une vue extérieure d'une partie d'un tube conforme à l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe du tube représenté sur la figure 2; - la figure 4 est une vue de détail de l'extrémité d'un tube emmanché dans une plaque collectrice; - la figure 5 est une vue de détail d'une réalisation d'un clip de maintien; of realization given by way of illustration with reference to the appended figures. In these figures: - Figure 1 is a perspective view of a heat exchanger for a motor vehicle; - Figure 2 is an exterior view of part of a tube according to the invention; - Figure 3 is a sectional view of the tube shown in Figure 2; - Figure 4 is a detailed view of the end of a tube fitted into a header plate; - Figure 5 is a detail view of an embodiment of a holding clip;
- la figure 6 est une vue de détail d'une variante de réalisation d'un clip de maintien. - Figure 6 is a detail view of an alternative embodiment of a retaining clip.
Sur la figure 1, l'échangeur de chaleur 2 est constitué d'un faisceau de tubes 4 de forme aplatie, présentant une extrémité supérieure 6 et une extrémité inférieure 8. L'extrémité supérieure 6 des tubes 4 est emmanchée dans une plaque collectrice 10 comportant des perforations (non visibles). La plaque collectrice est coiffée par une boîte collectrice 12 comportant In FIG. 1, the heat exchanger 2 consists of a bundle of tubes 4 of flattened shape, having an upper end 6 and a lower end 8. The upper end 6 of the tubes 4 is fitted into a collecting plate 10 with perforations (not visible). The collecting plate is capped by a collecting box 12 comprising
deux compartiments longitudinaux 14 et 16. two longitudinal compartments 14 and 16.
Comme on peut le voir sur la figure 3, qui représente une vue en coupe d'un tube 4, les tubes sont réalisés à partir d'une bande métallique pliée, par exemple en aluminium ou en alliage à base d'aluminium. Ce pliage s'effectue par plusieurs opérations successives grâce à différents outillages selon une technique générale connue. A une extrémité la bande de tôle est conformée de manière à présenter un pliage en forme de S qui détermine une entretoise 18 qui divise l'intérieur du tube en deux canaux parallèles 20 et 22 et qui forme un méplat 24 constituant une surface d'appui pour une face 26 du tube. Par ailleurs, le tube comporte deux extrémités arrondies 28 qui relient la face 26 à une face opposée 29. Les faces opposées 26 As can be seen in Figure 3, which shows a sectional view of a tube 4, the tubes are made from a folded metal strip, for example aluminum or an aluminum-based alloy. This folding is carried out by several successive operations using different tools according to a known general technique. At one end the sheet metal strip is shaped so as to have an S-shaped bend which determines a spacer 18 which divides the interior of the tube into two parallel channels 20 and 22 and which forms a flat 24 constituting a bearing surface for one face 26 of the tube. Furthermore, the tube has two rounded ends 28 which connect the face 26 to an opposite face 29. The opposite faces 26
et 29 sont généralement planes et parallèles entre elles. and 29 are generally planar and parallel to each other.
Comme on peut le constater sur la figure 2, le tube comporte des reliefs en saillies 30 et 34 dirigés, dans l'exemple, vers l'intérieur des canaux 20 et 22. Les reliefs 30 sont de faible profondeur et sont sans contact entre eux. Ainsi, les reliefs situés sur les faces opposées du tube ne viennent pas en contact mutuel. Les reliefs 34 sont de plus grande profondeur et ils viennent en contact entre eux. Le rôle de ces reliefs est de faire office de perturbateurs pour l'écoulement du fluide caloporteur et également d'augmenter la surface d'échange. Par ailleurs, les reliefs 34, qui sont en contact mutuel, sont avantageusement brasés entre eux, ce qui augmente la résistance As can be seen in FIG. 2, the tube has protruding reliefs 30 and 34 directed, in the example, towards the inside of the channels 20 and 22. The reliefs 30 are of shallow depth and are in contact with each other . Thus, the reliefs located on the opposite faces of the tube do not come into mutual contact. The reliefs 34 are of greater depth and they come into contact with one another. The role of these reliefs is to act as disruptors for the flow of the heat transfer fluid and also to increase the exchange surface. Furthermore, the reliefs 34, which are in mutual contact, are advantageously brazed together, which increases the resistance
du tube à la pression du fluide caloporteur qui le traverse. of the tube at the pressure of the heat transfer fluid passing through it.
En revenant à la figure 1, le compartiment d'entrée 14 comporte une tubulure d'entrée 36 pour l'admission d'un fluide caloporteur, comme représenté par la flèche Fl. Ce compartiment 14 alimente conjointement les canaux 20 des tubes 14 et permet au fluide caloporteur de circuler dans ceux-ci, de haut en bas, puis à contre courant, comme montré par la flèche F2. Ensuite, le fluide caloporteur est reçu dans le compartiment 16, formant compartiment de sortie, lequel est muni d'une tubulure de sortie 38 par laquelle le fluide caloporteur est évacué hors de Returning to FIG. 1, the inlet compartment 14 comprises an inlet pipe 36 for the admission of a heat transfer fluid, as represented by the arrow Fl. This compartment 14 jointly feeds the channels 20 of the tubes 14 and allows the heat transfer fluid to circulate in them, from top to bottom, then against the current, as shown by the arrow F2. Then, the heat transfer fluid is received in compartment 16, forming an outlet compartment, which is provided with an outlet pipe 38 through which the heat transfer fluid is evacuated from
l'échangeur comme montré par la flèche F3. the exchanger as shown by arrow F3.
Les extrémités inférieures 8 des tubes 4 sont fermées pour permettre une circulation en U. En variante, les extrémités inférieures 8 pourraient être reçues dans une autre plaque collectrice coiffée par une autre boîte collectrice. Par ailleurs, des intercalaires ondulés (non représentés) formant ailettes d'échange de chaleur sont interposés entre les tubes 4. Conformément à l'invention (figure 2), des clips de maintien 40, qui forment des becs de retenue, sont formés dans la paroi des tubes 4 à l'extrémité supérieure 6 de ces derniers. Dans l'exemple représenté, le tube comporte deux clips de maintien, mais il pourrait n'en comporter qu'un seul ou en comporter plus de deux. De même, les clips peuvent être prévus sur une seule des faces des tubes ou sur chacune des deux faces. Dans la variante mentionnée précédemment, des clips de maintien 40 sont formés aussi à l'extrémité inférieure 8 des tubes pour leur The lower ends 8 of the tubes 4 are closed to allow U-shaped circulation. As a variant, the lower ends 8 could be received in another collecting plate capped by another collecting box. Furthermore, corrugated spacers (not shown) forming heat exchange fins are interposed between the tubes 4. According to the invention (Figure 2), retaining clips 40, which form retaining spouts, are formed in the wall of the tubes 4 at the upper end 6 of the latter. In the example shown, the tube has two retaining clips, but it could have only one or have more than two. Likewise, the clips can be provided on only one of the faces of the tubes or on each of the two faces. In the variant mentioned above, retaining clips 40 are also formed at the lower end 8 of the tubes for their
maintien dans l'autre boîte collectrice. hold in the other manifold.
Comme on peut le voir sur la figure 4 qui représente une vue de détail de la plaque collectrice 10, les perforations 44 comportent un bord relevé 46, appelé collet, qui vient au contact de la périphérie extérieure de chaque tube 4. Les collets 46 augmentent la surface de contact entre la plaque collectrice et les tubes. Ils favorisent ainsi le contact thermique et améliorent le brasage. Un ajustement serré est réalisé entre les collets 46 et les tubes 4 afin de maintenir As can be seen in Figure 4 which shows a detailed view of the manifold 10, the perforations 44 have a raised edge 46, called a collar, which comes into contact with the outer periphery of each tube 4. The collars 46 increase the contact surface between the collector plate and the tubes. They thus promote thermal contact and improve soldering. A tight fit is made between the collars 46 and the tubes 4 in order to maintain
ces derniers sur la plaque collectrice. these on the collector plate.
En outre, conformément à l'invention, les clips de maintien 40 qui sont constitués par des bossages dirigés vers l'extérieur du tube, contrairement aux reliefs 30 et 34, retiennent In addition, in accordance with the invention, the retaining clips 40 which are formed by bosses directed towards the outside of the tube, unlike the reliefs 30 and 34, retain
l'extrémité supérieure des tubes 4 dans la plaque collectrice. the upper end of the tubes 4 in the collecting plate.
Les clips 40 sont localisés à proximité de la zone de brasage. The clips 40 are located near the brazing area.
Ils se déforment élastiquement pour passer le collet. Lorsque les clips 40 ont franchi le relevé de collet de la plaque collectrice supérieure 42, aucun basculement ou désenmanchement des uns par rapport aux autres n'est possible. On diminue ainsi les risques de fuites internes et externes, et le taux de rebut They deform elastically to pass the collar. When the clips 40 have passed the collar reading of the upper collector plate 42, no tilting or disengaging from one another is possible. This reduces the risk of internal and external leaks, and the reject rate
en fin de ligne d'assemblage.at the end of the assembly line.
Diverses réalisations des clips de maintien 40 sont possibles. Various embodiments of the holding clips 40 are possible.
Ils peuvent être constitués, comme représenté sur la figure 5, d'une simple déformation prévue dans la paroi du tube 10 et comportant une face faiblement inclinée 50 et une face fortement inclinée 52 formant un front destiné à retenir le tube en They may consist, as shown in FIG. 5, of a simple deformation provided in the wall of the tube 10 and comprising a slightly inclined face 50 and a strongly inclined face 52 forming a front intended to retain the tube in
prenant appui sur la section du collet 46. bearing on the section of the collar 46.
Dans une variante de réalisation représentée sur la figure 6, les clips de maintien sont réalisés en perforant la paroi du tube de manière à réaliser un crevé 54 qui améliore la retenue du tube sur le collet 46. Le fait que le tube comporte un crevé ne présente pas d'inconvénient parce que ce dernier est situé In an alternative embodiment shown in FIG. 6, the retaining clips are produced by perforating the wall of the tube so as to produce a puncture 54 which improves the retention of the tube on the collar 46. The fact that the tube has a puncture does not presents no inconvenience because the latter is located
à l'intérieur de la boîte collectrice. inside the manifold.
On a représenté sur la figure 1 un échangeur de chaleur comportant une boîte collectrice unique, le fluide calo-porteur parcourant alternativement les tubes dans les deux directions FIG. 1 shows a heat exchanger comprising a single manifold, the heat-carrying fluid alternately traversing the tubes in both directions
selon deux passes.in two passes.
Toutefois, il va de soi que l'invention s'applique également à d'autres types d'échangeurs, en particulier aux échangeurs comportant une boîte collectrice à chacune des extrémités des tubes. Dans ce cas, les clips de maintien peuvent être prévus à chacune des extrémités des tubes, et non à une seule, comme However, it goes without saying that the invention also applies to other types of exchangers, in particular to exchangers comprising a manifold at each end of the tubes. In this case, the retaining clips may be provided at each end of the tubes, and not at one, as
dans l'exemple de réalisation décrit. in the example of embodiment described.
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