FR2927412A1

FR2927412A1 - Plaque collectrice sans gorge

Info

Publication number: FR2927412A1
Application number: FR0800760A
Authority: FR
Inventors: Jean Marc Lesueur; Christian Riondet
Original assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Current assignee: Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2009-08-14
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: JP5868597B2; US20110017435A1; JP2011511923A; US9297593B2; KR20100123830A; KR101619553B1; EP2255146B1; WO2009101138A1; EP2255146A1; CN101981403A; FR2927412B1

Abstract

L'invention concerne un plaque collectrice (1) d'échangeur de chaleur, comportant une pluralité d'ouvertures ou collets (2) destinés à la fixation d'une pluralité de tubes ou analogues dans lesquels circule au moins un fluide, ladite plaque collectrice s'étendant suivant une surface plane (XX), caractérisée en ce que la distance entre deux ouvertures ou collets (2) adjacents, ou « pas de tubes » (p), est inférieure à 9,5 millimètres (mm).Elle se rapporte également une boîte collectrice avec une telle plaque collectrice (1) ainsi qu'échangeur de chaleur brasé ou « mécanique » incluant une telle boîte collectrice.

Description

Plaque collectrice sans gorge L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de 5 chaleur, en particulier pour véhicules automobiles.

L'invention concerne plus spécifiquement une boîte collectrice montée sur un échangeur de chaleur, tel qu'un radiateur pour liquide de refroidissement moteur. Ce type 10 de radiateurs utilise classiquement des tubes et des intercalaires disposés entre les tubes pour le faisceau d'échange de chaleur tandis que la boîte collectrice comprend au moins deux parties, l'une formant la plaque collectrice destinée à réceptionner et fixer les extrémités 15 des tubes du faisceau d'échange et l'autre formant le couvercle destiné à venir se fixer sur la plaque collectrice pour fermer au moins partiellement la boîte collectrice.

20 Les boîtes collectrices sont généralement de deux types, à savoir du type tout métallique ou du type doté d'un couvercle en plastique. Le type boîte collectrice tout métallique présente un certain nombre d'avantages par rapport au type de boîte collectrice à couvercle en 25 plastique lequel nécessite la fixation d'un moyen d'étanchéité, classiquement un joint d'étanchéité élastique, pour assurer une liaison parfaitement étanche entre le couvercle et la plaque collectrice.

30 La plaque collectrice comporte une gorge ou rainure destinée à placer et positionner le joint d'étanchéité. Ensuite, le couvercle est positionné sur le joint d'étanchéité puis, classiquement, on procède à un 1 sertissage de la plaque collectrice, par exemple par l'intermédiaire de dents situées sur la périphérie de la plaque collectrice.

Néanmoins, en particulier pour diminuer les dimensions de la boîte collectrice, certaines plaques collectrices ne disposent pas de gorge ou rainure pour faciliter notamment le positionnement et le maintien en place du joint d'étanchéité. Cette plaque collectrice sans gorge ou rainure est divulguée et décrite dans le document EP 1702191 déposé par la demanderesse.

Dans ce dernier type de plaque collectrice, un problème majeur réside dans l'opération de sertissage ou analogue pour la fixation du couvercle sur la plaque collectrice. En effet, au cours de cette opération, la plaque collectrice subit des pressions localisées très importantes et l'absence de gorge (au moins une marche étant présente, formant une résistance axiale importante) affaiblit considérablement la plaque collectrice (au niveau de sa bordure ainsi qu'au niveau de ses collets destinés aux tubes) de sorte que cette dernière est susceptible de se briser lors du sertissage ou d'être suffisamment endommagée par cette opération de sertissage pour que l'étanchéité de la boîte collectrice soit déficiente, ou que sa durée de vie en soit particulièrement réduite.

On connaît le document FR 2867553 qui adresse ce problème. Dans cette solution, on réalise une déformation périphérique de la plaque collectrice afin de rendre plus résistante la plaque collectrice lors du sertissage. Cette solution est particulièrement difficile à réaliser et

3 présente l'inconvénient majeur de constituer un encombrement conséquent. On connaît une solution relativement proche qui consiste également à réaliser des déformations entre les collets de la plaque collectrice sans gorge ou rainure, toujours dans la perspective de tenir l'opération de sertissage. A nouveau, cette solution est particulièrement difficile à réaliser.

La présente invention vise à remédier aux inconvénients des plaques collectrices sans gorge ou rainure de l'art antérieur en proposant une solution pour réaliser une fixation optimale entre le couvercle et la plaque collectrice, sans détériorer la plaque collectrice, ses collets ou les extrémités de tubes. Ainsi, l'invention consiste en une plaque collectrice d'échangeur de chaleur, comportant une pluralité d'ouvertures ou collets destinés à la fixation d'une pluralité de tubes ou analogues dans lesquels circule au moins un fluide, ladite plaque collectrice s'étendant suivant une surface plane, caractérisé en ce que la distance entre deux ouvertures ou collets adjacents, ou pas de tubes p, est inférieure à 9,5 millimètres (mm).

On entend par l'expression surface plane relative à la plaque collectrice le fait que cette plaque collectrice s'étend suivant une surface unique plane, à l'exception des collets qui sont classiquement protubérants, en particulier au niveau de sa périphérie de sorte que la plaque collectrice ne présente aucune gorge, renforcement structurel (vers le haut ou vers le bas par rapport au plan moyen de la plaque collectrice), rainure ou analogue, classiquement utilisé pour loger le moyen d'étanchéité (classiquement un joint élastique) et qui présente également la fonction de renforcer la plaque collectrice lors du sertissage des dents ou analogues de cette dernière afin de fixer le couvercle à la plaque collectrice.

D'autres aspects avantageux de l'invention sont présentés ci-après : - la distance entre deux ouvertures ou collets adjacents, ou pas de tubes p, est comprise entre 5 et 8 mm ; - la hauteur des collets est comprise entre 1 et 5 mm, en particulier entre 1 et 2,5 mm.

L'invention se rapporte également à une boîte collectrice incluant une plaque collectrice conforme à ce qui est défini ci-dessus. De préférence, l'épaisseur de matière de la plaque collectrice, ou des parties formant la plaque collectrice, est comprise entre 0,8 mm et 2 mm, de préférence entre 0,8 mm et 1,5 mm.

L'invention trouve son application tant pour les échangeurs de chaleur brasés que pour les échangeurs de chaleur dits mécaniques dans lesquels les éléments de la boîte collectrice, à savoir classiquement la plaque collectrice et le couvercle, sont également fixés entre eux de façon définitive par un moyen mécanique, par exemple le sertissage, le clampage ou autres. On notera que l'échangeur de chaleur dit brasé n'utilise pas d'étapes de fixation mécaniques pour sa réalisation à l'exception de l'étape de sertissage, ou de pré-fixation, du couvercle sur la plaque collectrice ; les éléments de la boîte collectrice et de l'échangeur de chaleur étant par ailleurs brasés les uns aux autres. Ainsi, l'invention concerne un échangeur de chaleur brasé, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes ou analogues dont les extrémités sont 5 respectivement fixées à deux boîtes collectrices, caractérisé en ce que les deux boîtes collectrices sont telles qu'énoncées ci-dessus.

L'invention concerne également un échangeur de chaleur, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes ou analogues dont les extrémités sont respectivement fixées à deux boîtes collectrices, les éléments constituant ladite boîte collectrice sont fixés mécaniquement les uns aux autres, caractérisé en ce que les deux boîtes collectrices sont telles qu'énoncées ci-dessus.

De préférence, l'échangeur présentera l'une au moins des caractéristiques suivantes : - la hauteur h des tubes est comprise entre 1 et 8 mm, en particulier entre 1 et 5 mm, et de préférence entre 1 et 2 mm ; - les bords latéraux des extrémités de tubes présentent une section circulaire ou rectangulaire ; - l'épaisseur de matière des tubes est comprise entre 0,15 et 0,5 mm, en particulier entre 0,15 et 0,35 mm, et de préférence entre 0,15 et 0,27 mm. Dans la description qui suit, faite seulement à titre 30 d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une coupe schématique illustrant une plaque collectrice de l'art antérieur avec ses ouvertures ou collets destinés à recevoir les extrémités de tubes 35 ainsi que les forces s'exerçant sur la plaque collectrice et sur ses collets ou sur les extrémités des tubes ; - la figure 2 est une coupe schématique illustrant une plaque collectrice selon l'invention avec ses ouvertures ou collets destinés à recevoir les extrémités de tubes ainsi que les forces s'exerçant sur la plaque collectrice et sur ses collets ou sur les extrémités des tubes.

La figure 1 présente une coupe schématique d'une plaque collectrice 1 illustrant les ouvertures ou collets 2 pour une boîte collectrice (également dénommée parfois collecteur ) de l'art antérieur. Sur cette figure sont également illustrées les forces 3, 3' agissant sur la plaque collectrice 1, et ainsi que sur chacun des collets ou ouvertures 2 présents sur ladite plaque 1 ou sur les extrémités des tubes.

La boîte collectrice de l'invention est une boîte collectrice munie d'une partie ou plaque 1 ayant pour fonction de collecter les extrémités de tubes ; cette plaque collectrice 1 s'étendant suivant un plan unique et ne comportant aucun renfoncement, rainure, marche ou toutes autres déformation ayant pour but de fournir un renforcement structurelle puisque l'objet de l'invention est de divulguer une solution, différente et avantageuse, renforçant la plaque collectrice 1 et ses collets 2 ainsi par la même occasion que les extrémités de tubes, en particulier pendant le sertissage et ultérieurement à ce dernier.

Outre les aspects propres à la présente invention, la boîte collectrice est réalisée classiquement et ne comporte aucune particularité technique le distinguant par exemple de ce qui est décrit dans le document EP 1702191 au nom de la demanderesse. De la même maniere, l'échangeur de chaleur, de type brasé ou du type mécanique , ne présente pas, outre ses caractéristiques spécifiques liées à la présente invention, de caractéristiques le différenciant de l'art antérieur.

La boîte collectrice de l'art antérieur comprend des collets généralement de forme rectangulaire, circulaire ou analogue. La distance entre deux collets 2, correspondant au pas p' de tube, est au moins égale à 12 mm. Ainsi, dans cette réalisation, lors du sertissage, il y a application d'une force 3 sur la périphérie de la plaque collectrice 1 et cette force est quasi-essentiellement répartie sur les extrémités latérales 3' des collets 2, ou sur les extrémités des tubes, alors que cette partie des collets 2 ou des extrémités des tubes est particulièrement fragile. Ainsi, la force 3, 3' exercée sur chacune des parties d'extrémités latérales est importante et endommage la plaque collectrice 1 ou lesdites extrémités latérales des collets 2, ou les extrémités des tubes.

De façon surprenante, il a été découvert par la demanderesse qu'une solution à ce problème technique consiste à prévoir un pas de tubes p dans un certain domaine. Ce domaine pour le pas de tube p ou la distance entre deux collets adjacents 2 (considérée au milieu de chacune des ouvertures/collets) est ainsi défini au plus large comme étant inférieure à 9,5 mm. Par ailleurs, des domaines particulièrement avantageux, tant concernant le pas de tube p que relativement à la hauteur h des tubes, ont été également découverts par la demanderesse, à partir de ce domaine large.

On entend par la notion d'ouverture le fait qu'il y a uniquement une ouverture 15 dans la plaque collectrice 10 pour la réception d'un tube 11 par opposition à la notion de collets 12 qui correspondent à la partie de la plaque collectrice 10 remontant/descendant à partir du plan moyen (ou surface) XX de la plaque collectrice. Pour bien comprendre, une plaque collectrice 10 avec ouvertures 15 est représentée sur la figure 3 et une plaque collectrice 10 avec collets 12 est représentée sur la figure 4 ; ces deux plaques collectrices 10 comportant chacune des trous de mêmes dimensions correspondant à la largeur des tubes 11.

On notera que le joint d'étanchéité n'est pas visible sur 15 les figures annexées mais consiste en un joint classique, disposant de propriétés élastiques adéquates.

La fixation du couvercle, non représenté sur les figures annexées, à la plaque collectrice est réalisée de manière 20 parfaitement connue et maîtrisée par l'homme du métier, par exemple à l'aide de dents prévues à cet effet sur la plaque collectrice pour être serties sur les bords du couvercle.

Claims

Revendications

1. Plaque collectrice (1) d'échangeur de chaleur, comportant une pluralité d'ouvertures ou collets (2) destinés à la fixation d'une pluralité de tubes ou analogues dans lesquels circule au moins un fluide, ladite plaque collectrice s'étendant suivant une surface plane (XX), caractérisée en ce que la distance entre deux ouvertures ou 10 collets (2) adjacents, ou pas de tubes (p), est inférieure à 9,5 millimètres (mm.).

2. Plaque collectrice (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la distance entre deux ouvertures ou 15 collets (2) adjacents, ou pas de tubes (p), est comprise entre 5 et 8 mm.

3. Plaque collectrice (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la 20 hauteur des collets (2) est comprise entre 1 et 5 mm, en particulier entre 1 et 2,5 mm.

4. Boîte collectrice d'échangeur de chaleur, comportant une plaque collectrice (1) selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes et au moins une partie dite couvercle destinée à fermer au moins en partie ladite boîte collectrice, lors de sa fixation avec ladite plaque collectrice (1) ainsi qu'un moyen d'étanchéité situé entre la plaque collectrice (1) et le couvercle. 30

5. Boîte collectrice selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'épaisseur de matière de ladite boîte collectrice, ou des parties formant la boîte collectrice, est comprise entre 0,8 mm et 2 mm, de préférence entre 0,8 35 mm et 1,5 mm. 9 10

6. Echangeur de chaleur brasé, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes ou analogues dont les extrémités sont respectivement fixées à deux boîtes collectrices, caractérisé en ce que les deux boîtes collectrices sont conformes à la revendication 4 ou 5.

7. Echangeur de chaleur, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes ou analogues dont les extrémités sont respectivement fixées à deux boîtes collectrices, les éléments constituant ladite boîte collectrice sont fixés mécaniquement les uns aux autres, caractérisé en ce que les deux boîtes collectrices sont conformes à la revendication 4 ou 5.

8. Echangeur de chaleur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la hauteur (h) des tubes est comprise entre 1 et 8 mm, en particulier entre 1 et 5 mm, et de préférence entre 1 et 2 mm.

9. Echangeur de chaleur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les bords latéraux des extrémités de tubes présentent une section circulaire ou rectangulaire.

10. Echangeur de chaleur selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'épaisseur de matière des tubes est comprise entre 0,15 et 0,5 mm, en particulier entre 0,15 et 0,35 mm, et de préférence entre 0,15 et 0,27 mm. 30