FR2984475A1 - Boite collectrice d'echangeur de chaleur, notamment pour vehicule automobile, couvercle de ladite boite et echangeur de chaleur comprenant une telle boite - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une boîte collectrice d'échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comprenant une plaque collectrice (5), un couvercle (6) et un joint (7), assurant une étanchéité entre ladite plaque collectrice (5) et ledit couvercle (6), ledit joint (7) comprenant une portion de fixation (22) configurée pour prendre appui sur au moins un tube de circulation de fluide de l'échangeur, ladite portion de fixation (22) présentant une projection de préhension (24) dudit joint, ledit couvercle présentant au moins un logement (30) accueillant ladite projection de préhension (24). L'invention concerne également un couvercle de ladite boîte collectrice ainsi qu'un échangeur de chaleur comprenant une telle boîte collectrice.
Description
Boîte collectrice d'échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, couvercle de ladite boîte et échangeur de chaleur comprenant une telle boîte L'invention concerne une boîte collectrice d'échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile. Elle concerne également un couvercle de ladite boîte ainsi qu'un échangeur de chaleur comprenant une telle boîte. Il pourra en particulier s'agir de radiateurs dans lequel circule un liquide caloporteur servant au refroidissement du moteur du véhicule et destiné à être situé en face avant dudit véhicule. Il est connu des échangeurs de chaleur comprenant un faisceau de tubes parallèles et deux boîtes collectrices dans lesquelles sont raccordées, de façon fixe et étanche, les extrémités correspondantes des tubes. Un fluide peut ainsi circuler à travers les tubes et échanger de la chaleur avec un flux d'air externe passant entre les tubes. Il est connu des boîtes collectrices comprenant une plaque collectrice métallique et un couvercle plastique, serti sur ladite plaque. Pour assurer l'étanchéité entre le couvercle et la boîte, un joint élastomère est utilisé. Traditionnellement, les boîtes collectrices sont munies d'une gorge à l'intérieur de laquelle le joint est disposé afin de pouvoir être comprimé entre le couvercle et la plaque collectrice, lors du sertissage.
Il a également été proposé des boîtes dans lesquelles les plaques collectrices, dites planes, ne présentent pas de gorge. Le joint prend alors appui sur la face de la plaque collectrice au niveau de laquelle les orifices de passage des tubes de circulation de fluide débouchent, au moins au niveau des extrémités longitudinales des boîtes. De telles boîtes présentent principalement l'intérêt de diminuer l'encombrement ainsi que le poids, en particulier le poids en utilisation, de l'échangeur. En effet, en absence de gorge pour le joint, les dimensions de la plaque collectrice sont réduites. Il en est de même du volume interne de la boîte et la quantité de fluide à faire circuler dans l'échangeur peut ainsi être limitée. De telle boîtes collectrices nécessitent cependant de trouver des solutions alternatives à la gorge pour le positionnement du joint. Le bon positionnement de ce dernier est en effet nécessaire pour assurer la fiabilité de l'étanchéité entre le couvercle et la plaque collectrice. Il a déjà été proposé en ce sens des joints, dit joints étendus, comprenant un cordon, permettant d'assurer la fonction d'étanchéité du joint, et une portion de fixation prenant appui sur les extrémités des tubes, appelés dans la suite tubes extérieurs, situés de part et d'autre du faisceau. Ladite portion de fixation permet de la sorte d'installer le joint en extension sur la plaque collectrice ce qui assure le positionnement correct du cordon lors du sertissage. Pour faciliter leur mise en place, de tels joints présentent des languettes permettant leur mise en extension sur lesdits tubes extérieurs. Une difficulté vient cependant d'être mise en évidence par le déposant. Dans la configuration actuelle des boîtes, lesdites languettes sont comprimées contre les extrémités débouchantes desdits tubes extérieurs par le couvercle. Il en résulte une déformation desdits tubes extérieurs ce qui risque de provoquer diverses défaillances lors de l'utilisation de l'échangeur. Une première solution serait d'augmenter la taille des boîtes mais cela irait à l'encontre du but poursuivi avec les échangeurs à plaque collectrice plane. L'invention a pour objectif d'améliorer la situation et propose à cette fin une boîte collectrice d'échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comprenant une plaque collectrice, un couvercle et un joint, assurant une étanchéité entre ladite plaque collectrice et ledit couvercle, ledit joint comprenant une portion de fixation configurée pour prendre appui sur au moins un tube de circulation de fluide de l'échangeur, ladite portion de fixation présentant une projection de préhension dudit joint, ledit couvercle présentant au moins un logement accueillant ladite projection de préhension. Une telle disposition permet l'emploi de joints du type étendu tout en évitant une compression de la projection de préhension desdits joints entre le tube et le couvercle de la boîte collectrice. On diminue de la sorte le risque de déformation des tubes extérieurs de l'échangeur tout en pouvant utiliser des échangeurs à plaque collectrice plane. Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément : - le ou lesdits logements sont situés au niveau d'une ou des extrémités dudit 30 couvercle, - ladite plaque collectrice est sertie audit couvercle de part et d'autre dudit logement, - ladite plaque collectrice comprend deux dents de sertissage prenant appui sur un épaulement du couvercle situé de part et d'autre dudit logement, - lesdites dents de sertissage prenant appui sur l'épaulement du couvercle situé de part et d'autre dudit logement se trouvent sur un premier côté de la plaque collectrice, ladite plaque collectrice comprend des dents de sertissage sur des côtés adjacents audit premier côté et les dents de sertissage se trouvant de part et d'autre du logement présentent une largeur supérieure à celle des dents se trouvant sur lesdits côtés adjacents, - ledit couvercle comprend une voute prolongée par un pied de boîte, ledit pied de boîte servant à comprimer le joint, une paroi de fond dudit logement étant située au droit dudit pied de boîte, - ladite paroi de fond est dans la continuité dudit pied de boîte, - ledit logement est défini par une déformation localisée d'un profil de la voute dudit couvercle. L'invention concerne aussi un couvercle de boîte collectrice telle que décrite plus haut. L'invention concerne encore un échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comprenant une telle boîte collectrice. Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'un échangeur de chaleur auquel des boîtes collectrices conformes à la présente invention sont destinées. La figure 2 illustre partiellement, en perspective, l'une des boîtes collectrices de l'échangeur de la figure 1, ladite boîte étant montrée de l'intérieur, le couvercle et la plaque collectrice étant coupés transversalement. La figure 3 illustre partiellement, en perspective, le joint d'étanchéité de la figure 2, pris seul. La figure 4 illustre en vue de coupe longitudinale la partie de boîte collectrice illustrée à la figure 2. La figure 5 illustre partiellement, en perspective, ladite boîte, vue de l'extérieur, montée sur l'échangeur.
La figure 6 illustre partiellement, en perspective, le couvercle de ladite boîte, vue de l'intérieur. La figure 7 illustre partiellement, en perspective, ledit couvercle, vu de l'extérieur.
Comme illustré à la figure 1, l'invention trouvera ses applications dans un échangeur de chaleur comprenant des tubes 2 formant ici un faisceau dans lequel lesdits tubes 2 sont parallèles entre eux. Chaque tube 2 possède deux extrémités longitudinales reliées, de manière fixe et étanche, à des boîtes collectrices 3 de l'échangeur pour la circulation d'un fluide, notamment liquide de refroidissement ou autre. Ledit échangeur pourra comprendre des joues 48 permettant de protéger latéralement le faisceau. On retrouve parmi lesdits tubes 2 les tubes 2E, dits tubes extérieurs, se trouvant de part et d'autre dudit faisceau. Entre les tubes 2, 2E pourront être agencés des intercalaires 17 augmentant la surface d'échange thermique entre le fluide circulant dans lesdits tubes 2, 2E et un fluide, notamment de l'air, traversant l'échangeur. De tels intercalaires 17 pourront aussi être utilisés entre les tubes extérieurs 2E et les joues 48. Des brides ou tubulures d'entrée 5 et de sortie 6 du fluide sont ici respectivement rapportées aux boîtes collectrices 3.
Cela étant, l'invention concerne plus particulièrement les boîtes collectrices 3 dudit échangeur. Comme illustré aux figures 2 et 4, la ou lesdites boîtes collectrices 3 conformes à l'invention comprennent une plaque collectrice 5, un couvercle 6 et un joint 7, assurant une étanchéité entre ladite plaque collectrice 5 et ledit couvercle 6.
Ladite boîte 3 est ici de forme allongée, notamment de forme sensiblement parallélépipédique. La plaque collectrice 5 est, par exemple en métal, notamment en aluminium ou alliages d'aluminium. Le couvercle 6 est, par exemple, en plastique. Il est serti sur la plaque collectrice 5. Ladite plaque collectrice 5 comprend, par exemple, un médaillon 8 et un bord relevé 9 issu de la périphérie dudit médaillon 8. Ledit bord relevé 9 est muni de dents de sertissage 10. Ladite plaque collectrice 5 présente ici des orifices 12, 12' à travers lesquels les tubes, non illustrés à la figure 2, débouchent par leurs extrémités dans un volume intérieur défini par lesdites boites 3. Lesdits orifices 12, 12' de passage des tubes sont, par exemple, dans une partie centrale du médaillon 8, entourée d'une portion périphérique accueillant ledit joint 7. Ledit médaillon 8 est ici sensiblement rectangulaire. Ladite plaque collectrice 5 est avantageusement du type plaque plane. Autrement dit, ladite plaque collectrice 5 ne présente pas ou seulement partiellement de gorge de logement du joint 7. Ladite plaque collectrice 5 est ainsi configurée pour que le joint 7 prenne appui sur une face 14 du médaillon 8, face 14 au niveau de laquelle les orifices 12, 12' de passage des tubes de circulation de fluide débouchent intérieurement dans la boîte collectrice 3, ceci au moins au niveau de la ou des extrémités longitudinales de ladite boîte collectrice 3. Comme illustré, ladite plaque collectrice 5 pourra par ailleurs comprendre des collets 16, 16' de passage des tubes, saillant intérieurement à partir de ladite face plane 14, sans que cela remette en cause le type de la plaque collectrice utilisée. Autrement dit, ladite plaque collectrice 5 est configurée pour accueillir le joint 7 au droit de la portion périphérique du médaillon 8 au niveau de ladite face plane 14, ceci au moins au niveau des extrémités longitudinales des boîtes. Encore autrement dit, le joint 7 est accueilli au niveau de ladite face plane 14 sur tout le contour dudit joint 7 ou au moins au niveau de la partie de son contour se trouvant entre l'orifice 12' et/ou le collet 16' de passage des tubes extérieurs et la partie du bord relevé 9, située en vis-à-vis.
Ledit couvercle 6 comprend, par exemple, une voute 18 prolongée par un pied de boîte 20, destiné à venir en correspondance de la portion périphérique de ladite portion périphérique du médaillon 8 de la plaque collectrice 5. Comme plus particulièrement visible à la figure 3, ledit joint 7 comprend un cordon 21. Ledit cordon 21 forme un contour fermé, correspondant au profil de la portion périphérique du médaillon 8 de la plaque collectrice 5, à savoir ici un profil sensiblement rectangulaire. Ledit cordon 21 présente, par exemple, une section circulaire. Ledit joint 7 comprend par ailleurs au moins une portion de fixation 22, configurée pour prendre appui sur un tube de circulation de fluide de l'échangeur.
Ladite portion de fixation 22 se trouve ici à l'une et/ou l'autre des extrémités du joint 7. Elle coopère de la sorte avec le tube extérieur 2E associé. Ladite portion de fixation 22 se présente, par exemple, sous la forme d'une barrette de matière issue du cordon 21, le long de l'un ou des petits côtés dudit cordon 21. Ladite portion de fixation 22 présente une projection de préhension 24 dudit joint 7. Il pourra s'agir, par exemple, d'une languette issue de ladite barrette de matière. Si l'on se reporte à nouveau aux figures 2 et 4, on constate que ledit cordon 21 assure l'étanchéité entre ladite plaque collectrice 5 et ledit couvercle 6 en étant ici comprimé entre le pied de boîte 20 et la portion périphérique du médaillon 8 de la plaque collectrice 5, lors du sertissage du couvercle 6 sur ladite plaque collectrice 5.
Ladite portion de fixation 22 sert à maintenir le joint 8 en position en assurant sa mise en extension entre les tubes extérieurs 2E. Selon l'invention, ledit couvercle 6 présente au moins un logement 30 accueillant ladite projection de préhension 24. Ledit logement 30 est en particulier configuré pour créer un espace entre les tubes extérieurs 2E et le couvercle 6, au niveau de ladite projection de préhension 24, espace permettant à ladite projection de préhension 24 d'être maintenue à distance dudit couvercle 6 ou, à tout le moins, d'être uniquement en contact affleurant, c'est-à-dire en contact avec ledit couvercle 6 sans être déformée par ce dernier. A la figure 4, on constate que le logement 30 permet au reste du couvercle 6, en particulier à la partie 32 de la voute 18 de ne pas être au contact de ladite portion de préhension 24. On évite de la sorte la compression de ladite projection de préhension 24 entre les tubes extérieurs 2E et la voute 18 dudit couvercle 6. Comme illustré à la figure 5, ladite plaque collectrice 5 pourra être sertie audit couvercle 6 de part et d'autre dudit logement 30. La plaque collectrice 5 comprend pour cela, par exemple, deux dents de sertissage 10' prenant appui sur un épaulement 36 du couvercle 6, situé de part et d'autre dudit logement 30. Ledit épaulement 36 pourra faire le reste du tour dudit couvercle 6 pour coopérer avec les autres dents de sertissage 10.
Les dents de sertissage 10' prenant appui sur l'épaulement 36 du couvercle 6 situé de part et d'autre dudit logement 30 se trouvent ici au niveau d'un premier côté 38 de la plaque collectrice 5, à savoir au niveau de l'une ou de ses extrémités longitudinales, et ladite plaque collectrice 5 comprend desdites autres dents de sertissage 10 sur des côtés adjacents 40, 42 audit premier côté 38. Les dents de sertissage 10' se trouvant de part et d'autre du logement 30 pourront présenter une largeur supérieure à celle des dents 10 se trouvant sur lesdits côtés adjacents 40, 42. Ladite plaque collectrice 5 comprend ici une languette de fixation 46 de l'une desdites joues 48 de l'échangeur. Ladite languette 46 est issue du bord relevé 9. Elle est située entre lesdites dents de sertissage 10' se trouvant de part et d'autre dudit logement 30. Ladite languette 46 et ledit logement 30 se trouvent de la sorte au même niveau, de part et d'autre dudit bord relevé 9. Comme illustré aux figures 6 et 7, une paroi de fond 44 dudit logement est située, par exemple, au droit dudit pied de boîte 20. Ladite paroi de fond 44 est, par exemple, dans la continuité dudit pied de boîte 20. Autrement dit, les faces interne et externe de ladite paroi de fond 44 du logement 30 sont respectivement dans la continuité des faces interne et externe du pied de boîte 20. Ladite paroi de fond 44 du logement 30 présente de la sorte la même épaisseur que celle du pied de boîte 20.
Ledit logement 30 est ici défini par une déformation localisée d'un profil de la voute 18 dudit couvercle 6. Elle est située de part et d'autre d'un plan médian dudit couvercle 6. Sur le reste du pourtour du couvercle 6 et en particulier de part et d'autre dudit logement 30, la voute 18 se raccorde audit pied de boîte 20 par l'intermédiaire dudit épaulement 36.10
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Boîte collectrice d'échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comprenant une plaque collectrice (5), un couvercle (6) et un joint (7), assurant une étanchéité entre ladite plaque collectrice (5) et ledit couvercle (6), ledit joint (7) comprenant une portion de fixation (22) configurée pour prendre appui sur au moins un tube (2E) de circulation de fluide de l'échangeur, ladite portion de fixation (22) présentant une projection de préhension (24) dudit joint, ledit couvercle présentant au moins un logement (30) accueillant ladite projection de préhension (24).
- 2. Boîte selon la revendication 1 présentant une forme allongée et dans laquelle le ou lesdits logements (30) sont situés au niveau d'une ou des extrémités dudit couvercle (6).
- 3. Boîte selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 dans laquelle ladite plaque collectrice (5) est sertie audit couvercle (6) de part et d'autre dudit logement (30).
- 4. Boîte selon la revendication 3 dans laquelle la plaque collectrice (5) comprend deux dents de sertissage (10') prenant appui sur un épaulement (36) du couvercle (6), situé de part et d'autre dudit logement (30).
- 5. Boîte selon la revendication 4 dans laquelle les dents de sertissage (10') prenant appui sur l'épaulement (36) du couvercle situé de part et d'autre dudit logement (30) se trouvent sur un premier côté (38) de la plaque collectrice (5), ladite plaque collectrice (5) comprend des dents de sertissage (10) sur des côtés adjacents (40, 42) audit premier côté (38) et les dents de sertissage (10') se trouvant de part et d'autre du logement (30) présentent une largeur supérieure à celle des dents (10) se trouvant sur lesdits côtés adjacents (40, 42).
- 6. Boîte selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel ledit couvercle (6) comprend une voute (18) prolongée par un pied de boîte (20), ledit piedde boîte (20) servant à comprimer le joint (7), une paroi de fond (44) dudit logement (30) étant située au droit dudit pied de boîte (20).
- 7 Boîte selon la revendication 6 dans laquelle ladite paroi de fond (44) est dans la continuité dudit pied de boîte (20).
- 8. Boîte selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7 dans laquelle ledit logement (30) est défini par une déformation localisée d'un profil de la voute (18) dudit couvercle (6).
- 9. Couvercle de boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes.
- 10. Echangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comprenant une boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
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