FR2901598A1 - Systeme d'echangeur de chaleur et de montage isolant. - Google Patents

Systeme d'echangeur de chaleur et de montage isolant. Download PDF

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Craig D Endres
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James R Prochniak
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Abstract

L'invention concerne un système comprenant un échangeur de chaleur monté sur deux éléments de bâtis latéraux (14, 16) au moyen de quatre paires (18) d'ensembles (19) de montage isolant. Les ensembles (19) sont reçus dans des lumières (30) de montage faisant partie de l'échangeur de chaleur. Chaque ensemble de montage (19) est introduit dans l'une des extrémités opposées (32, 34) de l'une, correspondante, des lumières de montage (30) et comprend deux manchons métalliques (42) en appui bout à bout qui sont montés dans des isolateurs respectifs (40) à bride annulaire (46).Domaine d'application: radiateurs de véhicules, etc.

Description

engagée contre l'isolateur correspondant et une extrémité terminale
s'étendant depuis l'isolateur dans la lumière de montage correspondante pour venir en appui contre l'extrémité terminale du manchon métallique de l'autre ensemble de montage de la paire introduite dans l'autre des extrémités opposées de la lumière de montage correspondante. Les deux éléments de bâtis latéraux s'étendent au-dessus de côtés opposés du coeur, chaque élément de bâti s'étendant entre les deux collecteurs et ayant une paire de brides de montage encadrant l'une des paires d'ensembles de montage dans l'un des collecteurs et une autre paire de brides de montage encadrant une autre des paires des ensembles de montage dans l'autre des collecteurs. Chacun des organes de fixation s'étend à travers l'une des paires de brides de montage et à travers la paire correspondante d'ensembles de montage pour serrer une particularité de l'invention, un de chaleur et de montage isolant est un échangeur de chaleur, quatre paires 25 d'ensembles de montage isolant, une paire d'éléments de bâtis latéraux et quatre organes filetés de fixation. L'échangeur de chaleur comprend un coeur et une paire de collecteurs raccordés à des côtés opposés du coeur pour diriger un fluide vers le coeur et depuis celui-ci. Chacun 30 des collecteurs comprend une plaque d'embase et un réservoir ayant une paire de lumières espacées de montage, chacune des lumières de montage ayant des extrémités opposées s'étendant à travers le réservoir. Chaque paire des ensembles de montage est introduite dans les extrémités 35 opposées de l'une, correspondante, des lumières de montage, chacun des ensembles de montage comprenant un isolateur la paire collecteur montage, les brides extrémités à brides de montage. Conformément à système d'échangeur proposé et comprend correspondante correspondant d'ensembles de montage et le entre la paire de brides de de montage étant appliquées contre les de la paire correspondante d'ensembles élastique à bride annulaire et un manchon métallique à bride annulaire s'étendant à travers l'isolateur. Chaque isolateur élastique à bride annulaire comporte une bride annulaire engagée contre le réservoir correspondant et un corps introduit dans l'une des extrémités opposées de la lumière de montage correspondante. Chaque manchon métallique à bride annulaire comporte une extrémité à bride engagée contre l'isolateur correspondant et une extrémité terminale s'étendant depuis l'isolateur jusque dans la lumière de montage correspondante pour venir en appui contre l'extrémité terminale du manchon métallique de l'autre ensemble de montage de la paire introduite dans l'autre des extrémités opposées de la lumière de montage correspondante. Les deux éléments de bâtis latéraux s'étendent au-dessus de côtés opposés du cœur, chaque élément de bâti s'étendant entre les deux collecteurs et ayant une paire de brides de montage encadrant l'une des paires d'ensembles de montage dans l'un des réservoirs et une autre paire de brides de montage encadrant une autre des paires des ensembles de montage dans l'autre des réservoirs. Chacun des organes de fixation s'étend à travers l'une des paires de brides de montage et à travers la paire correspondante d'ensembles de montage pour serrer la paire correspondante d'ensembles de montage et le réservoir correspondant entre la paire de brides de montage, les brides de montage étant engagées contre les extrémités à brides de la paire correspondante d'ensembles de montage. Selon une particularité, chacun des éléments de bâtis latéraux comprend un profilé en gouttière allongé ayant une paroi de base et deux parois latérales s'étendant depuis la paroi de base. Selon une autre caractéristique, chacune des brides de montage fait partie de l'une, correspondante, des parois latérales.
Selon une caractéristique, chacun des organes filetés de fixation comprend une vis et un écrou. 4 Selon une particularité, le système d'échangeur de chaleur et de montage isolant comprend en outre au moins une entretoise s'étendant entre les éléments de bâtis latéraux et au-dessus d'une face du cœur.
Selon une particularité, chacun des réservoirs est une pièce non métallique moulée. Selon une autre particularité, chacune des lumières de montage est isolée hydrauliquement d'un compartiment à fluide du réservoir. L'invention sera décrite plus en détail en regard des 10 dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels : la figure 1 est une vue de face d'un système d'échangeur de chaleur et de montage matérialisant l'invention ; 15 la figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie suivant la ligne 2-2 de la figure 1 représentant la structure de montage isolant en chacun des quatre angles du système d'échangeur de chaleur et de montage de la figure 1 ; la figure 3 est une vue arrière de l'échangeur de 20 chaleur de la figure 1 la figure 4 est une vue suivant la ligne 4-4 de la figure 3 ; la figure 5 est une vue suivant la ligne 5-5 de la figure 3 ; et 25 la figure 6 est une vue en perspective montrant une autre forme de réalisation de la structure de montage isolant de la figure 2. Un système 10 d'échangeur de chaleur et de montage isolant est représenté sur les figures 1 et 2 et comprend 30 un échangeur de chaleur 12 sous la forme d'un radiateur pour une application à un véhicule, tel qu'une voiture ou un camion, deux éléments de bâtis latéraux 14 et 16 pour le montage de l'échangeur de chaleur sur un véhicule, et quatre paires 18 d'ensembles de montage isolant 19 (qu'on 35 voit le mieux sur la figure 2) pour le montage de l'échangeur de chaleur 12 sur les éléments de bâtis latéraux 14, 16. L'échangeur de chaleur 12 comprend un ensemble de coeur 20 et deux collecteurs 22 et 24 reliés à des côtés opposés 25 et 26 de l'ensemble de coeur 20 pour diriger le fluide de travail, dans ce cas un fluide de refroidissement, vers et depuis des circuits d'écoulement intérieurs du coeur 20 en relation d'échange de chaleur avec un second fluide, habituellement de l'air, s'écoulant dans des circuits d'écoulement extérieurs du coeur 20. Le coeur 20 peut être de toute construction classique, et comprend habituellement plusieurs tubes aplatis (non représentés) entre lesquels s'étendent des ailettes en serpentin ou plates (non représentées). Chacun des collecteurs 22, 24 comprend avantageusement une plaque d'embase 27 destinée à recevoir de façon étanche les extrémités des tubes du coeur 20 et un réservoir 28 scellé à la plaque d'embase pour diriger le fluide de travail vers l'intérieur des tubes et depuis l'intérieur des tubes. Les réservoirs 28 sont avantageusement d'une construction moulée formée d'une matière non métallique convenable, telle qu'une matière plastique convenable, mais peuvent, dans certaines applications, être d'une construction coulée produite à partir d'un métal approprié. Telle que décrite jusqu'à ce point, la construction de l'échangeur de chaleur 12 est classique et connue. Comme on le voit le mieux sur les figures 1 et 2, chacun des réservoirs 28 présente deux lumières espacées 30 de montage s'étendant suivant un axe 31, chacune des lumières de montage ayant des extrémités opposées 32 et 34 s'étendant à travers le réservoir 28. À cet égard, chacune des lumières 30 est avantageusement entourée d'un bossage 36 qui fait partie intégrante du réservoir 28 et qui isole hydrauliquement les lumières 30 de l'intérieur 38 du réservoir 28 contenant du fluide, et procure un support structural pour les ensembles de montage 19 et les pièces 6 associées. On doit comprendre qu'il peut être nécessaire de renforcer chacun des réservoirs en comparaison avec des constructions de réservoirs classiques, car les réservoirs 28 agissent essentiellement en tant qu'éléments de bâtis de charge pour le système 10. À cet égard, des nervures intégrées 39 peuvent être prévues sur les réservoirs 28 pour en renforcer la solidité. Comme on le voit le mieux sur la figure 2, chaque paire 18 des ensembles de montage 19 est introduite dans les extrémités opposées 32, 34 de l'une, correspondante, des lumières 30 de montage. Chacun des ensembles de montage 19 comprend un isolateur annulaire élastique 40 à bride et un manchon métallique cylindrique 42 à bride annulaire s'étendant à travers l'isolateur 40. Chacun des isolateurs 40 comporte un corps 44 introduit dans l'extrémité opposée correspondante 32, 34, et une bride annulaire 46 faisant saillie du corps 44 pour porter contre la surface 36 du réservoir correspondant 28. Le corps 44 présente avantageusement une forme cylindrique qui épouse globalement la forme cylindrique de la lumière correspondante 30. À cet égard, il peut être souhaitable que chacun des isolateurs 40 comprenne une ou plusieurs nervures 47 espacées angulairement sur l'extérieur du corps 44, lesquelles s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal 31 de la lumière 30, comme on le voit le mieux sur la figure 6. La figure 6 montre aussi une autre modification dans laquelle de la matière a été enlevée du corps cylindrique 44, comme indiqué par un plat 48, pour permettre une compression plus aisée de l'isolateur 40 dans une direction, par exemple dans la direction indiquée par des flèches A sur les figures 1 à 3 pour s'adapter, par exemple, à la croissance thermique de l'échangeur de chaleur 12 par rapport aux éléments de bâtis 14 et 16. À cet égard, une clavette 49 est prévue sur le corps 44 pour s'engager dans une rainure correspondante (non représentée) dans la lumière correspondante 30 afin d'orienter correctement le plat 46 de l'isolateur 40 par rapport à l'échangeur de chaleur 12. Chacun des manchons 42 comporte une extrémité 50 à bride portant contre l'isolateur correspondant 40 afin de limiter la profondeur d'introduction du manchon 42 dans l'isolateur 40, et une extrémité terminale 52 faisant saillie de l'isolateur 40 pour pénétrer dans la lumière de montage correspondante 30 afin de venir en appui contre l'extrémité terminale 52 du manchon 42 de l'autre ensemble de montage 19 de la paire 18 (qui est introduit dans l'autre des extrémités opposées 32, 34 de la lumière de montage 36). De préférence, chacun des isolateurs 40 est moulé sur l'extérieur du manchon 42 pour former un ensemble monobloc, et est moulé en une matière élastique convenable absorbant les chocs telle qu'un caoutchouc convenable, et, dans une forme appréciée de réalisation, présente une dureté Durometer de 70. Comme on le voit le mieux sur les figures 1 et 3, la paire d'éléments de bâtis latéraux 14, 16 s'étend au-dessus de côtés opposés du coeur 20, chaque élément de bâti 14, 16 s'étendant entre les deux collecteurs 22 et 24. Comme on le voit le mieux sur les figures 1 et 3 à 5, chacun des éléments de bâtis latéraux 14, 16 est avantageusement prévu sous la forme d'un profilé allongé 60 en U ayant une paroi de base 62 et deux parois latérales 64 s'étendant depuis chaque côté de la paroi de base 62 vers le coeur. Un ou plusieurs goussets 66, ou une autre structure appropriée, sont prévus sur chacun des éléments de bâtis 14, 16 pour la fixation des éléments de bâtis 14, 16 et du système 10 à la structure du véhicule. Facultativement, une ou plusieurs entretoises 68 peuvent être prévues, s'étendant entre les éléments de bâtis latéraux 14, 16 et au-dessus d'une face 69 du coeur 20, comme on le voit le mieux sur la figure 3, afin de renforcer la solidité du système 10. Chacun des éléments de bâtis 14, 16 comprend deux paires 70 de brides de montage 72 et 74 placées à des extrémités opposées de l'élément de bâti 14, 16. Comme on le voit le mieux sur la figure 2, chaque paire 70 de brides de montage 72 et 74 encadre l'une des paires 18 d'ensembles de montage 19 et l'un des réservoirs 28, et présente une ouverture 76 de réception d'un organe de fixation s'étendant à travers la bride correspondante 72, 74 et alignée avec l'axe central 31 de la lumière correspondante 30. L'ouverture est de préférence plus petite que l'extrémité à bride correspondante 50 de l'ensemble de montage correspondant 19 afin que la bride correspondante 72, 74 soit en appui contre l'extrémité à bride 50. Alors que, comme représenté, on préfère que les brides 72, 74 fassent partie intégrante d'une paroi latérale correspondante 64 du profilé en U 60, on doit comprendre que, dans certaines applications, il peut être souhaitable que les brides 72, 74 soient produites sous une autre forme, séparée des parois latérales 64. Comme on le voit le mieux sur les figures 1 et 2, quatre organes filetés 80 de fixation sont prévus sous la forme de paires filetés de vis et écrou 82, 84. Chacun des organes de fixation 80 s'étend à travers l'une des paires 70 de brides de montage 72, 74 et à travers la paire correspondante 18 d'ensembles de montage 19 pour serrer la paire correspondante 18 d'ensembles de montage 19 et le réservoir correspondant 28 entre la paire 70 de brides de montage 72 et 74, les brides de montage 72 et 74 portant contre les extrémités à brides 50 de la paire correspondante 18 d'ensembles de montage 19 et la réaction à la force de serrage provenant principalement des manchons 42 par leurs extrémités 52 en appui afin de ne pas soumettre les isolateurs 46 à une contrainte excessive. Il convient de noter qu'en intégrant les paires 18 d'ensembles de montage 19 dans la structure des réservoirs 28, on donne au système 10 une structure peu encombrante pour le montage de l'échangeur de chaleur 12 sur un véhicule et on peut éliminer la nécessité d'un bâti en quatre pièces qui entoure l'échangeur de chaleur 12 à sa périphérie, ce qui permet de réduire à la fois le coût et le poids. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au système décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (17)

REVENDICATIONS
1. Système d'échangeur de chaleur et de montage isolant, caractérisé en ce qu'il comporte : un échangeur de chaleur (12) comportant un cœur (20) et une paire de collecteurs {22, 24) raccordés à des côtés opposés (25, 26) du coeur pour diriger un fluide vers le coeur et à partir de celui-ci, chacun des collecteurs ayant une paire de lumières espacées (30) de montage ayant chacune des extrémités opposées (32, 34) s'étendant à IO travers le collecteur ; quatre paires (18) d'ensembles (19) de montage isolant, chaque paire d'ensembles de montage étant introduite dans les extrémités opposées de l'une, correspondante, des lumières de montage et chacun des 15 ensembles de montage comportant : un isolateur élastique {40) à bride annulaire ayant une bride annulaire (46) portant contre le collecteur correspondant et un corps (44) introduit dans l'une des extrémités opposées de la lumière correspondante (30) de 20 montage, et un manchon métallique (42) à bride annulaire s'étendant à travers l'isolateur et ayant une extrémité à bride (50) portant contre l'isolateur et une extrémité terminale (52) faisant saillie de l'isolateur pour pénétrer 25 dans la lumière de montage correspondante afin de venir en appui contre l'extrémité terminale du manchon métallique de l'autre ensemble de montage de la paire, introduit dans l'autre des extrémités opposées de la lumière correspondante de montage ; 30 une paire d'éléments de bâtis latéraux {14, 16) s'étendant au-dessus de côtés opposés du cœur, chaque élément de bâti s'étendant entre la paire de collecteurs et ayant une paire (70) de brides de montage (72, 74) encadrant l'une des paires d'ensembles de montage dans l'un 35 des collecteurs et une autre paire {70) de brides deIl montage (72, 74) encadrant une autre des paires des ensembles de montage dans l'autre des collecteurs ; et, quatre organes filetés (80) de fixation s'étendant chacun à travers l'une des paires de brides de montage et à travers la paire correspondante d'ensembles de montage pour serrer la paire correspondante d'ensembles de montage et le collecteur correspondant entre la paire de brides de montage, les brides de montage portant contre les extrémités à bride de la paire correspondante d'ensembles de montage.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des éléments de bâtis latéraux comporte un profilé allongé (60) en U ayant une paroi de base (62) et deux parois latérales (64) s'étendant depuis la paroi de base,
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune des brides de montage fait partie de l'une, correspondante, des parois latérales.
4. Système selon la revendication 1, caractérisé en 20 ce que chacun des organes filetés de fixation comporte une vis (82) et un écrou (84).
5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une entretoise (68) s'étendant entre les éléments de bâtis latéraux, au-dessus 25 d'une face du coeur.
6. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des collecteurs comporte une plaque d'embase (27) reliée au coeur et un réservoir (28) relié à la plaque d'embase. 30
7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de l'isolateur a une surface extérieure cylindrique.
8. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure cylindrique du corps est 35 coupée par un plat {48).
9. Système d'échangeur de chaleur et de montage isolant caractérisé en ce qu'il comporte : un échangeur de chaleur (12) comportant un coeur {20) et une paire de collecteurs (22, 24) raccordés à des côtés opposés (25, 26) du cœur pour diriger un fluide vers le coeur et à partir de celui-ci, chacun des collecteurs comportant une plaque d'embase (27) et un réservoir (28) présentant une paire de lumières espacées (30) de montage ayant chacune des extrémités opposées (32, 34) s'étendant à travers le réservoir ; quatre paires d'ensembles (19) de montage isolant, chaque paire d'ensembles de montage étant introduite dans les extrémités opposées de l'une, correspondante, des lumières de montage et chacun des ensembles de montage comportant : un isolateur élastique {40) à bride annulaire ayant une bride annulaire (46) portant contre le réservoir correspondant et un corps (44) introduit dans l'une des extrémités opposées de la lumière correspondante (30) de montage, et un manchon métallique (42) à bride annulaire s'étendant à travers l'isolateur et ayant une extrémité à bride (50) portant contre l'isolateur et une extrémité terminale (52) faisant saillie de l'isolateur pour pénétrer dans la lumière de montage correspondante afin de venir en appui contre l'extrémité terminale du manchon métallique de l'autre ensemble de montage de la paire, introduit dans l'autre des extrémités opposées de la lumière correspondante de montage, une paire d'éléments de bâtis latéraux (14, 16) s'étendant au-dessus de côtés opposés du cœur, chaque élément de bâti s'étendant entre la paire de collecteurs et ayant une paire (70) de brides de montage (72, 74) encadrant l'une des paires d'ensembles de montage dans l'un des réservoirs et une autre paire (70) de brides de montage(72, 74) encadrant une autre des paires des ensembles de montage dans l'autre des réservoirs ; et quatre organes filetés (80) de fixation s'étendant chacun à travers l'une des paires de brides de montage et à travers la paire correspondante d'ensembles de montage pour serrer la paire correspondante d'ensembles de montage et le réservoir correspondant entre les deux brides de montage, les brides de montage portant contre les extrémités à bride de la paire correspondante d'ensembles de montage.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que chacun des éléments de bâtis latéraux comporte un profilé allongé (60) en U ayant une paroi de base (62) et deux parois latérales (64) s'étendant depuis la paroi de base.
11. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que chacune des brides de montage fait partie de l'une, correspondante, des parois latérales.
12. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que chacun des organes filetés de fixation comprend une 20 vis (82) et un écrou (84).
13. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins une entretoise (68) s'étendant entre les éléments de bâtis latéraux, au-dessus d'une face du coeur. 25
14. Système selon la revendication 10, caractérisé en ce que chacun des réservoirs est une pièce non métallique moulée.
15. Système selon la revendication 14, caractérisé en ce que chacune des lumières de montage est isolée 30 hydrauliquement d'un compartiment de fluide du réservoir.
16. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps de l'isolateur a une surface extérieure cylindrique.
17. Système selon la revendication 9, caractérisé en 35 ce que la surface extérieure cylindrique du corps est coupée par un plat (48).
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