FR3061767A1 - Boite collectrice pour echangeur thermique, notamment pour vehicule automobile, echangeur thermique et procede de fabrication correspondant. - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une boîte collectrice (4) pour un échangeur thermique (1), notamment pour un véhicule automobile, définissant au moins une cavité (10) de circulation d'un fluide caloporteur et comprenant au moins une ouverture (O) pour recevoir de façon étanche une extrémité d'un tube (3) d'échange thermique communiquant avec ladite au moins une cavité (10). Selon l'invention, la boîte collectrice (4) est constituée d'au moins une bande (5) de matière repliée sur elle-même autour de son axe longitudinal (X), ladite au moins une cavité (10) étant fermée par la liaison de deux bourrelets (B) en vis-à-vis formés sur les deux bords longitudinaux (7a, 7b) de la bande (5) et ladite au moins une ouverture (O) étant formée par deux encoches (8a, 8b) en vis-à-vis ménagées de façon symétrique par rapport audit axe longitudinal (X) sur les deux bords longitudinaux (7a, 7b) de la bande (5).

Description

@ Titulaire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES Société par actions simplifiée.
O Demande(s) d’extension :
® Mandataire(s) : VALEO SYSTEMES THERMIQUES.
® BOITE COLLECTRICE POUR ECHANGEUR THERMIQUE, NOTAMMENT POUR VEHICULE AUTOMOBILE, ECHANGEUR THERMIQUE ET PROCEDE DE FABRICATION CORRESPONDANT.
FR 3 061 767 - A1 (57) L'invention concerne une boîte collectrice (4) pour un échangeur thermique (1), notamment pour un véhicule automobile, définissant au moins une cavité (10) de circulation d'un fluide caloporteur et comprenant au moins une ouverture (O) pour recevoir de façon étanche une extrémité d'un tube (3) d'échange thermique communiquant avec ladite au moins une cavité (10).
Selon l'invention, la boîte collectrice (4) est constituée d'au moins une bande (5) de matière repliée sur elle-même autour de son axe longitudinal (X), ladite au moins une cavité (10) étant fermée par la liaison de deux bourrelets (B) en vis-à-vis formés sur les deux bords longitudinaux (7a, 7b) de la bande (5) et ladite au moins une ouverture (O) étant formée par deux encoches (8a, 8b) en vis-à-vis ménagées de façon symétrique par rapport audit axe longitudinal (X) sur les deux bords longitudinaux (7a, 7b) de la bande (5).
Figure FR3061767A1_D0001
Figure FR3061767A1_D0002
Boîte collectrice pour échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile, échangeur thermique et procédé de fabrication correspondant
1. Domaine
Le domaine de l'invention est celui des échangeurs thermiques, et plus particulièrement celui des boîtes collectrices pour échangeur thermique.
L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, aux échangeurs thermiques montés dans le circuit de refroidissement des batteries de véhicules à motorisation électrique ou hybride.
D'autres applications de ces échangeurs thermiques sont également envisageables, sans sortir du cadre de l'invention.
2. Art antérieur
Un échangeur thermique pour l'automobile comprend, de façon usuelle, un faisceau de tubes d'échange thermique qui sont rectilignes et de même longueur. Ces tubes 3 sont placés parallèlement les uns aux autres et alignés de façon à former une rangée unique dans lesquels un fluide caloporteur, tel que de l'eau glycolée, est destiné à circuler, pour permettre un échange thermique avec le flux d'air environnant passant entre les tubes.
Tel que décrit dans le document de brevet US2016091252A, les tubes sont habituellement solidarisés entre eux à chacune de leurs extrémités par une plaque commune dite plaque collectrice ou plaque à trous, pourvue d'ouvertures recevant les tubes.
Les tubes sont ensuite solidarisés à la plaque de manière étanche, par formage mécanique ou bien par brasure. Une telle technique présente donc comme premier inconvénient de ne pas être adaptable à des variations dimensionnelles des tubes.
Les plaques à trous ne peuvent en effet être mises en œuvre, compte tenu du pré-dimensionnement de leurs ouvertures, qu'avec des tubes d'une section donnée.
La plaque collectrice est coiffée par une boîte à fluide dite également boîte à eau ou « couvercle », solidarisée de manière étanche à la plaque.
Les boîtes à fluide sont également raccordées aux tubulures d'entrée et de sortie du fluide caloporteur. L'ensemble forme une boîte collectrice assurant la collecte et la répartition du fluide caloporteur dans les différents tubes selon un schéma de circulation prédéterminé.
Pour pré-assembler la boîte à fluide et la plaque collectrice, il est connu de les sertir.
Pour cela, la plaque collectrice possède des bords relevés dont une portion périphérique est sertie autour de la boîte à fluide pour fermer l'ensemble.
Lorsqu'elles sont toutes deux en métal, la plaque collectrice et la boîte à fluide peuvent être brasées dans une région du pourtour de cette dernière qui porte les dents de sertissage.
De manière alternative, il est connu d'utiliser des boîtes à fluide (et même des plaques collectrices) en matière plastique, compte tenu de leur faible coût de fabrication et de la possibilité de leur donner aisément des formes très variées.
Dans un tel cas, la brasure n'est plus possible.
L'étanchéité avec l'extérieur est alors exclusivement assurée par un joint disposé dans une gorge de la plaque collectrice, ce joint étant comprimé par le sertissage de la plaque sur la boîte à fluide.
Pour obtenir une étanchéité satisfaisante, il est donc indispensable de contrôler parfaitement l'étape de sertissage.
En particulier, le respect des cotes de sertissage conditionne le taux de compression du joint, et donc l'étanchéité finale de l'ensemble.
Or, ces cotes de sertissage sont difficiles à maîtriser, notamment en raison des tolérances dimensionnelles de la boîte à fluide et de la plaque collectrice.
De plus, l'opération de sertissage implique, au niveau de la portion de bord périphérique de la plaque collectrice, l'application d'un effort très important pouvant occasionner la déformation de la boîte de fluide et ainsi empêcher par la suite un brasage correct.
Le sertissage étant une opération irréversible, la détection d'un défaut d'étanchéité implique de plus la mise au rebut de l'ensemble de l'échangeur.
Une telle technique présente donc comme inconvénient supplémentaire de nécessiter l'implication d'un nombre important de pièces mécaniques, et la mise en œuvre successive de nombreuses étapes d'assemblage qui sont elles-mêmes particulièrement complexes.
Le risque de voir l'étanchéité de l'ensemble significativement dégradée reste donc non négligeable.
Un autre inconvénient vient du fait que les tubes présentent des hauteurs différentes, ce qui nécessite de fabriquer des boîtes collectrices pourvues d'ouvertures de dimensions différentes pour recevoir les tubes.
Dans ce contexte, la présente invention vise à résoudre les inconvénients précédemment mentionnés.
3. Résumé
A cet effet, l'invention propose une boîte collectrice pour un échangeur thermique, notamment pour un véhicule automobile, définissant au moins une cavité de circulation d'un fluide caloporteur et comprenant au moins une ouverture pour recevoir de façon étanche une extrémité d'un tube d'échange thermique (ou de circulation de fluide caloporteur) communiquant avec ladite au moins une cavité.
Selon l'invention, la boîte collectrice est constituée d'au moins une bande de matière repliée sur elle-même autour de son axe longitudinal, ladite au moins une cavité étant fermée par la liaison de deux bourrelets en vis-à-vis formés sur les deux bords longitudinaux de la bande et ladite au moins une ouverture étant formée par deux encoches en vis-à-vis ménagées de façon symétrique par rapport audit axe longitudinal sur les deux bords longitudinaux de la bande.
L'invention repose ainsi sur un concept nouveau et inventif consistant à fournir une boîte collectrice d'un échangeur thermique de conception simple (nécessitant moins d'opérations que les solutions connues en l'occurrence), présentant une excellente étanchéité et adaptable à différentes épaisseurs de tubes d'échange thermique.
Pour ce faire, la boîte collectrice est formée par pliage d'une bande de matière (en aluminium, par exemple) dont les bords longitudinaux présentent chacun un bourrelet qui sont mis en contact de façon étanche l'un avec l'autre sur certaines portions de la bande.
Les bords de la bande présentent, par ailleurs, à intervalles prédéterminés et de façon symétrique par rapport à l'axe longitudinal de la bande, des encoches qui une fois la bande repliée définissent des ouvertures radiales dans lesquelles une extrémité des tubes peut être insérée de façon étanche.
Ainsi, grâce à l'invention, il n'est plus nécessaire de fabriquer une boîte à eau/couvercle et une plaque collectrice avant de les sertir l'une sur l'autre, puisqu'il suffit de plier une simple bande pré-découpée pour former la boîte collectrice.
Selon un aspect particulier de l'invention, les bourrelets sont assemblés par brasage.
Ceci ne nécessite pas de liaison à sertir, et le risque de fuite de la boîte est réduit.
Selon un aspect particulier de l'invention, chacun des bourrelets est formé par un pli à plat d'un bord longitudinal de la bande, s'étendant vers l'intérieur de la cavité.
Selon un aspect particulier de l'invention, chacun des bourrelets (B) est formé par un premier pli à plat d'un bord longitudinal de la bande, s'étendant vers l'intérieur de la cavité, et au moins un deuxième pli à plat s'étendant vers l'extérieur de la cavité et étant superposé au premier pli.
Les bords longitudinaux de la bande sont ainsi repliés au moins une fois pour former chacun un bourrelet. C'est en fonction de l'épaisseur de tube qu'est fait le choix du nombre de plis appliqués aux bords libres de la bande (l'épaisseur des tubes échangeurs correspond à la hauteur de la cavité de la boîte collectrice). Ainsi, plus l'épaisseur des tubes est importante, plus le nombre de plis formant les bourrelets est important. Dans une variante, il est possible d'utiliser une épaisseur de bande plus importante pour adapter la boîte à des tubes d'épaisseur plus importante. La jonction plat sur plat des bords repliés de la bande optimise la liaison brasée et l'étanchéité de la boîte collectrice sur les zones sans tube.
Selon un aspect particulier de l'invention, lesdites encoches comprennent chacune un ergot s'étendant dans l'encoche correspondante selon l'axe longitudinal et formant une butée d'introduction d'un tube d'échange thermique.
Ainsi, les ouvertures d'introduction des tubes de la boîte collectrice présentent des ergots formant butée de sorte qu'il est possible de maîtriser le degré de pénétration des tubes dans la cavité de la boîte collectrice.
Selon un aspect particulier de l'invention, les ergots sont formés dans lesdites encoches au niveau des premier et deuxième bords longitudinaux libres.
Selon un aspect particulier de l'invention, les ergots sont formés à mi-distance entre le fond desdites encoches et les premier et deuxième bords longitudinaux libres respectivement.
Selon un aspect particulier de l'invention, ladite au moins une ouverture présente une forme de fente longitudinale.
Selon un aspect particulier de l'invention, la section interne de ladite au moins une ouverture est sensiblement identique à la section externe d'un tube d'échange thermique.
L'invention concerne, par ailleurs, un procédé de fabrication d'une boîte collectrice pour échangeur thermique notamment pour un véhicule automobile, définissant au moins une cavité de circulation d'un fluide caloporteur et comprenant au moins une ouverture pour recevoir une extrémité d'un tube d'échange thermique communiquant avec ladite au moins une cavité, ledit procédé comprenant :
• la formation d'un bourrelet sur chacun des deux bords longitudinaux d'une bande de matière présentant des encoches en vis-à-vis ménagées sur les deux bords longitudinaux de la bande de façon symétrique par rapport à l'axe longitudinal, • le pliage de la bande autour de son axe longitudinal de sorte que lesdits bourrelets sont disposés en vis-à-vis et mis en contact l'un avec l'autre, et que les encoches en vis-à-vis forment ladite au moins une ouverture, • le brasage de la liaison entre les bourrelets.
Selon un aspect particulier de l'invention, le procédé de fabrication comprend en outre :
• l'insertion de l'extrémité d'au moins un tube d'échange thermique dans ladite au moins une ouverture, • le brasage de la liaison entre l'extrémité dudit au moins un tube d'échange thermique et la paroi de ladite au moins une ouverture.
Selon un aspect particulier de l'invention, l'étape de formation d'un bourrelet comprend une étape de pliage à plat des bords longitudinaux de la bande.
Selon un aspect particulier de l'invention, les bourrelets sont amincis, préférentiellement par laminage, avant qu'ils ne soient mis en contact l'un avec l'autre.
L'invention concerne également un échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile, comprenant au moins une boîte collectrice telle que décrite précédemment et au moins un tube d'échange thermique, ou pouvant être obtenu par le procédé tel que décrit précédemment.
4. Figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de modes de réalisation particuliers, donnés à titre de simples exemples illustratifs et non limitatifs, et des figures annexées, à savoir :
Figure 1 - Vue schématique d'un échangeur thermique selon l'invention ;
Figure 2 - Vue schématique partielle d'une bande, avant sa mise en forme, destinée à former une boîte collectrice selon un premier mode de réalisation;
Figure 3 - Vue schématique des étapes successives de mise en forme d'une boîte collectrice selon l'invention ;
Figure 4A - Vue schématique d'une première coupe transversale d'une boîte collectrice selon un premier mode de réalisation, après mise en forme ;
Figure 4B - Vue schématique d'une deuxième coupe transversale d'une boîte collectrice selon le premier mode de réalisation, après mise en forme ;
Figure 4C - Vue identique à Figure 4A sans le tube ;
Figure 5 - Vue schématique en coupe, selon l'axe A-A de la figure 4B, de l'ensemble formé par une boîte collectrice selon un premier mode de réalisation et l'extrémité d'un tube d'échange thermique ;
Figure 6A - Vue schématique d'une première coupe transversale d'une boîte collectrice selon un deuxième mode de réalisation, après mise en forme ;
Figure 6B - Vue schématique d'une deuxième coupe transversale d'une boîte collectrice selon le deuxième mode de réalisation, après mise en forme ;
Figure 6C - Vue schématique partielle d'une bande, avant sa mise en forme, destinée à former la boîte collectrice selon le deuxième mode de réalisation.
Les différents éléments illustrés par les figures ne sont pas nécessairement représentés à l'échelle réelle, l'accent étant davantage porté sur la représentation du fonctionnement général de l'invention.
5. Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l'invention
Le principe général de l'invention réside dans la fourniture d'une boîte collectrice obtenue à partir d'une bande repliée et dont les bords longitudinaux libres sont rabattables autour de chacun des tubes d'un faisceau d'échange thermique. Une telle boîte collectrice a pour avantages d'être adaptable aux variations d'épaisseur des tubes, de présenter une excellente étanchéité, de comprendre un nombre réduit de composants et de pouvoir être aisément mise en forme.
Plusieurs modes de réalisation particuliers de l'invention sont présentés dans la suite de la description. Il est bien entendu que la présente invention n'est nullement limitée par ces modes de réalisation particuliers et que d'autres modes de réalisation peuvent parfaitement être mis en œuvre.
5.1 Structure de l'échangeur thermique
La Figure 1 représente un échangeur thermique 1 destiné à équiper un véhicule automobile de type hybride ou électrique pour refroidir une ou plusieurs batteries formant une source d'énergie pour l'entraînement du véhicule automobile.
L'échangeur thermique 1 comprend un faisceau 2 de tubes, ou conduits, 3 d'échange thermique qui sont rectilignes et de même longueur. Ces tubes 3 sont placés parallèlement les uns aux autres et alignés de façon à former une rangée unique dans lesquels un liquide de refroidissement, tel que de l'eau glycolée, est destiné à circuler.
Dans ce mode de réalisation, les tubes 3 présentent une section droite de forme sensiblement oblongue.
De manière alternative, ces tubes d'échange thermique présentent une forme cylindrique ou toute autre forme connue de l'état de la technique.
Ces tubes 3 présentent, dans cet exemple, une pluralité de canaux (non visibles) juxtaposés de circulation du liquide.
Le faisceau 2 de tubes 3 comprend une première extrémité et une deuxième extrémité.
Comme montré sur la figure 1, la première extrémité du faisceau 2 de tubes 3 est destinée à être assemblée avec une première boîte collectrice 41 et la deuxième extrémité du faisceau 2 de tubes 3 est destinée à être assemblée avec une deuxième boîte collectrice 42..
Les boîtes collectrices 41, 42 définissent un volume dans lesquels débouchent les tubes 3 du faisceau 2.
Chaque boîte collectrice 41, 42 est ainsi en communication fluidique avec les tubes 3.
Selon le mode de réalisation illustré, l'entrée de fluide et la sortie de fluide sont agencées au niveau d'une même boîte collectrice. Cette boîte collectrice est raccordée à des tubulures d'entrée et de sortie (non représentées) d'un fluide caloporteur.
Les boîtes collectrices 41, 42 assurent ainsi la répartition et la collecte du fluide caloporteur dans les différents tubes 3 du faisceau 2, selon un schéma de circulation prédéterminé. Le fluide caloporteur peut ainsi absorber de la chaleur émise par la batterie afin de la refroidir. Le fluide caloporteur peut également, si besoin est, apporter de la chaleur pour réchauffer la batterie.
Les tubes 3 sont destinés à être en contact mécanique ou non avec au moins une batterie du véhicule, et sont avantageusement réalisés dans un matériau conducteur thermique, tel qu'un matériau métallique, par exemple en aluminium ou alliage d'aluminium.
L'échangeur thermique 1 est ainsi positionné directement au contact de la ou des batteries au fond du boîtier de protection et parcouru par un fluide caloporteur, ou indirectement au contact de la ou des batteries dans le cas d'un échangeur thermique placé à l'extérieur du boîtier de protection des batteries.
On décrit ci-après la structure particulière et les étapes de fabrication de chacune des boîtes collectrices 41, 42 de l'échangeur thermique 1.
5.2 Boîte collectrice avant sa mise en forme
La Figure 2 illustre une portion d'une bande 5 métallique destinée à former une boîte collectrice 4 selon un premier mode de réalisation.
La bande 5 métallique, en aluminium par exemple, est de forme globale rectangulaire et s'étend selon un axe longitudinal X.
Selon un mode de réalisation alternatif, la bande 5 est composée d'un matériau plastique ou de tout autre matériau connu présentant les propriétés mécaniques et thermiques nécessaire à sa mise en forme et à son utilisation pour la distribution de fluide caloporteur.
Cette bande 5 est divisée de part et d'autre de l'axe longitudinal X en une première partie 6a et une seconde partie 6b qui s'étendent chacune transversalement vers un bord libre 7a, 7b respectivement. Ces bords libres 7a, 7b comprennent plusieurs entailles, ou encoches, 8a, 8b qui sont espacées, de façon régulière, parallèlement à l'axe longitudinal X, et disposés symétriquement par rapport à cet axe.
Sur la vue partielle de la figure 2, le bord libre 7a de la première partie 6a comprend une encoche 8a dont le pourtour est défini par deux portions latérales 8a' qui s'étendent transversalement vers une portion longitudinale de fond 8a.
En d'autres termes, les portions latérales 8a' définissent la profondeur de l'encoche 8a et sa portion de fond 8a en définit la largeur.
En regard de l'encoche 8a est disposée une encoche 8b formée dans le bord libre 7b de seconde partie 6b et de dimensions identiques.
Ces encoches 8a, 8b, une fois la bande 5 mise en forme de sorte à former une boîte collectrice 4, sont destinées à former des ouvertures, ou évidement, O d'introduction et de passage des tubes 3 d'échange thermique (figure 4C), ces ouvertures O présentant un contour correspondant à celui d'une section droite des tubes 3. Dans cet exemple, les ouvertures O prennent la forme d'une fente s'étendant selon l'axe longitudinal de la boîte collectrice 4.
Selon le premier mode de réalisation, l'encoche 8a est de forme rectangulaire, les portions latérales 8a' étant perpendiculaires à la portion de fond 8a.
La portion de fond 8a présente de plus une longueur égale ou légèrement supérieure à la largeur du tube 3 correspondant, qui est de type plat dans cet exemple.
La section interne de l'ouverture (O) est sensiblement identique à la section externe d'un tube (3) d'échange thermique.
En outre, la distance séparant deux encoches 8a, 8b consécutives d'un même bord 7a, 7b est égale à la distance séparant deux tubes 3 consécutifs du faisceau 2.
Par ailleurs, selon ce premier mode de réalisation, chacune des portions latérales 8a' d'une encoche 8a comprend, au niveau du bord libre 7a, un ergot 9 de butée faisant saillie dans l'encoche 8a selon la direction longitudinale X. Les encoches 8b présentent des ergots 9 identiques. Les ergots 9 d'une même encoche se font donc face.
Selon ce même mode de réalisation, les première et une seconde parties 6a, 6b présentent, avant mise en forme de la bande 5, une symétrie axiale par rapport à l'axe longitudinal X de la bande 5, et après mise en forme de la bande 5, une symétrie planaire par rapport à un plan médian P longitudinal de la boîte collectrice 4.
Comme on le verra par la suite, le bord libre 7a, 7b situé de chaque côté d'une encoche 8a, 8b est destiné à être plié une ou plusieurs fois à plat, de sorte à former un bourrelet B.
Les bourrelets B de chaque bord libre 7a, 7b sont destinés à venir en contact l'un avec l'autre une fois la bande 5 mise en forme, puis à être solidarisés par brasage.
5.3 Procédé de mise en forme et d'assemblage d'une boîte collectrice avec un faisceau de tubes d'échange thermique
Une boîte collectrice 4 selon le premier mode de réalisation est d'abord mise en forme par pliages successifs de la bande 5, avant de pouvoir être assemblée avec les tubes 3 plats du faisceau 2 d'échange thermique.
La bande 5 rectangulaire est ainsi pré-découpée de sorte à former des encoches 8a, 8b.
Tel qu'illustré par la Figure 3, le procédé de mise en forme de la boîte collectrice 4 comprend une étape SI de pliage à plat des bords libres 7a, 7b de la bande 5, suivie d'une étape de pliage S2 de la bande 5 autour de son axe longitudinal X.
Au cours de l'étape SI de pliage, les bords libres 7a, 7b s'étendant de part et d'autre des encoches 8a, 8b, sont repliés à plat pour former respectivement un bourrelet B dont l'épaisseur est fonction du nombre de plis effectués. L'épaisseur des bourrelets B détermine la hauteur de la boîte collectrice 4.
Selon le premier mode de réalisation illustré sur les figures 4A et 4B, les bords libres 7a, 7b de la bande 5 sont ainsi pliés à plat une seule fois vers le centre de la bande 5, c'est-à-dire vers l'axe longitudinal X.
Optionnellement, les bourrelets B de chaque bord libre 7a, 7b peuvent être amincis, préférentiellement par laminage, de sorte que l'épaisseur des bourrelets B est inférieure à deux fois l'épaisseur de la bande. Ceci permet d'avoir une flexibilité d'adaptation à la hauteur des tubes d'échange thermique.
La bande 5 est alors repliée (étape S2) autour de son axe longitudinal X de manière à ce que les bourrelets B soient disposés en vis-à-vis et mis en contact l'un avec l'autre, tel qu'illustré sur la vue en coupe transversale de la Figure 4B.
Une fois la bande 5 pliée (étape S2) de sorte à obtenir la forme finale de la boîte collectrice 4, la bande 4 pliée délimite une cavité 10 longitudinale dans laquelle un fluide caloporteur est amené à circuler, et à être distribué dans le faisceau 2 de tubes débouchant dans la cavité 10. On note que cette cavité peut être divisée en plusieurs chambres de collecte et de distribution de fluide caloporteur.
Les bords libres 7a, 7b de la bande 5 sont ainsi pliés à plat une seule fois vers la cavité 10.
L'extrémité ouverte des tubes 3 est destinée à être emmanchée de force dans les ouvertures O radiales de la boîte collectrice 4 (étape S3) qui sont formés par les encoches 8a, 8b disposées en regard, une fois la bande 4 pliée (Figure 4A et 4C).
La boîte collectrice 4 présente ainsi, sur un bord latéral et dans le sens longitudinal, des zones avec des ouvertures O de passage d'un tube 3 et des zones sans tube qui ferment la cavité 10 par mise en contact des bourrelets disposés en vis-à-vis.
Il est envisageable à ce stade de répéter les étapes précédentes SI à S3 pour l'autre boîte collectrice de l'échangeur thermique 1.
Lors d'une étape S4, la fixation étanche des bourrelets B entre eux et des tubes 3 sur la boîte collectrice 4 est effectuée par brasage. La fixation des bourrelets B entre eux et des tubes 3 sur la boîte collectrice 4 peut être effectuée en deux étapes distinctes.
On note que la distance séparant deux encoches 8a, 8b consécutives est égale à la distance séparant deux tubes 3 consécutifs du faisceau 2. Par ailleurs, la forme des encoches 8a, 8b est complémentaire de la section des tubes 3 de sorte à assurer une bonne étanchéité de l'ensemble tubes 3 et boîtes collectrices 41, 42.
Tel qu'illustré sur la Figure 4B, il est important que la hauteur h de la cavité 10 de la boîte collectrice 4 soit égale ou légèrement supérieure à l'épaisseur e du tube 3, de manière à ce que l'extrémité de ce dernier puisse aisément être insérée dans la cavité 10 tout en conservant une bonne étanchéité de l'ensemble.
Or, cette épaisseur e de tube 3 est variable d'un faisceau 2 à un autre.
C'est donc en fonction de cette épaisseur e qu'est fait le choix du nombre de plis appliqués aux bords libres 7a, 7b de la bande 5, dans l'objectif de former un bourrelet B et donc une hauteur h de la cavité 10 ayant la dimension souhaitée.
La fabrication d'une boîte collectrice à partir d'une bande plate conformément à l'invention permet d'adapter aisément les dimensions de la boîte collectrice à l'épaisseur e des tubes 3 d'échange thermique.
Comme illustré sur les Figure 4A et 5, après mise en forme de la boîte collectrice 4 selon le premier mode de réalisation, les ergots 9 formés dans les encoches 8a, 8b de la bande 5 s'étendent dans la cavité 10 à distance de l'ouverture O de passage du tube 3. L'extrémité d'un tube 3 inséré dans l'ouverture O vient en butée contre les ergots 9. Il est ainsi possible de maîtriser le degré de pénétration du tube 3 dans la cavité 10.
5.4 Mode de réalisation alternatif d'une boîte collectrice
Selon un deuxième mode de réalisation, les bords libres 7a, 7b de chaque partie 6a, 6b de la bande 5 sont pliées à plat (étape SI) deux fois, de manière symétrique par rapport à l'axe longitudinal X de la bande.
Le premier pli est orienté vers l'intérieur de la cavité 10, et le deuxième pli vers l'extérieur de la cavité 10.
Après pliage en deux étapes de la bande 5 (étape S2), et tel qu'illustré sur la Figure 6B, les bords libres 7a, 7b sont ainsi orientés vers l'extérieur de la cavité 10.
En comparaison avec le premier mode de réalisation, la boîte collectrice 4 selon le deuxième mode de réalisation est adaptée pour être couplée à des tubes 3 d'une épaisseur e plus importante.
Selon ce deuxième mode de réalisation, et tel que représenté par la Figure 6C, chacune des portions latérales des encoches (seule l'encoche 8b est visible sur la figure 6C) comprend à mi-distance entre sa portion de fond et le bord longitudinal de la bande, un ergot 9 de butée faisant saillie longitudinalement.
Tel que représenté sur la Figure 6A, après mise en forme de la bande 5, ces ergots 9 s'étendent dans la cavité 10 à distance de l'ouverture O de passage du tube 3. L'extrémité d'un tube 3 inséré dans l'ouverture O vient en butée contre les ergots 9. Il est ainsi possible de maîtriser le degré de pénétration du tube 3 dans la cavité 10.
On note que les tubes d'échange thermique sont, par exemple, extrudés et comprennent une pluralité de canaux de circulation de fluide.
Par ailleurs, la boîte collectrice conforme à l'invention peut présenter une ou plusieurs cavités, ou chambres, de circulation de fluide caloporteur.
La bande de matériau destinée à être pliée peut être obtenue par assemblage de plusieurs plaques.
Les bourrelets peuvent être rapportés sur la bande.
Par ailleurs, l'échangeur thermique peut présenter une ou deux boîtes collectrices conformes à l'invention.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Boîte collectrice (4) pour un échangeur thermique (1), notamment pour un véhicule automobile, définissant au moins une cavité (10) de circulation d'un fluide caloporteur et comprenant au moins une ouverture (O) pour recevoir de façon étanche une extrémité d'un tube (3) d'échange thermique (ou de circulation de fluide caloporteur) communiquant avec ladite au moins une cavité (10), caractérisée en ce qu'elle constituée d'au moins une bande (5) de matière repliée sur elle-même autour de son axe longitudinal (X), ladite au moins une cavité (10) étant fermée par la liaison de deux bourrelets (B) en vis-à-vis formés sur les deux bords longitudinaux (7a, 7b) de la bande (5) et ladite au moins une ouverture (O) étant formée par deux encoches (8a, 8b) en vis-à-vis ménagées de façon symétrique par rapport audit axe longitudinal (X) sur les deux bords longitudinaux (7a, 7b) de la bande (5).
  2. 2. Boîte collectrice (4) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les bourrelets (B) sont assemblés par brasage.
  3. 3. Boîte collectrice (4) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chacun des bourrelets (B) est formé par un pli à plat d'un bord longitudinal (7a, 7b) de la bande (5), s'étendant vers l'intérieur de la cavité (10).
  4. 4. Boîte collectrice (4) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chacun des bourrelets (B) est formé par un premier pli à plat d'un bord longitudinal (7a, 7b) de la bande (5), s'étendant vers l'intérieur de la cavité (10), et au moins un deuxième pli à plat s'étendant vers l'extérieur de la cavité (10) et étant superposé au premier pli.
  5. 5. Boîte collectrice (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que lesdites encoches (8a, 8b) comprennent chacune un ergot (9) s'étendant dans l'encoche (8a, 8b) correspondante selon l'axe longitudinal (X) et formant une butée d'introduction d'un tube(3) d'échange thermique.
  6. 6. Boîte collectrice (4) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les ergots (9) sont formés dans lesdites encoches (8a, 8b) au niveau des premier et deuxième bords longitudinaux (7a, 7b) libres.
  7. 7. Boîte collectrice (4) selon la revendication 5, caractérisée en ce que les ergots (9) sont formés à mi-distance entre le fond desdites encoches (8a, 8b) et les premier et deuxième bords longitudinaux (7a, 7b) libres respectivement.
  8. 8. Boîte collectrice (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que ladite au moins une ouverture (O) présente une forme de fente longitudinale.
  9. 9. Boîte collectrice (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la section interne de ladite au moins une ouverture (O) est sensiblement identique à la section externe d'un tube (3) d'échange thermique.
  10. 10. Procédé de fabrication d'une boîte collectrice (4) pour échangeur thermique notamment pour un véhicule automobile, définissant au moins une cavité (10) de circulation d'un fluide caloporteur et comprenant au moins une ouverture (O) pour recevoir une extrémité d'un tube (3) d'échange thermique communiquant avec ladite au moins une cavité (10), ledit procédé comprenant :
    • la formation d'un bourrelet (B) sur chacun des deux bords longitudinaux (7a, 7b) d'une bande (5) de matière présentant des encoches (8a, 8b) en vis-à-vis ménagées sur les deux bords longitudinaux (7a, 7b) de la bande (5) de façon symétrique par rapport à l'axe longitudinal (X), • le pliage de la bande (S2) autour de son axe longitudinal (X) de sorte que lesdits bourrelets (B) sont disposés en vis-à-vis et mis en contact l'un avec l'autre, et que les encoches (8a, 8b) en vis-à-vis forment ladite au moins une ouverture (O), • le brasage (S4) de la liaison entre les bourrelets (B).
  11. 11. Procédé de fabrication selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre :
    • l'insertion (S3) de l'extrémité d'au moins un tube (3) d'échange thermique dans ladite au moins une ouverture (O), • le brasage (S4) de la liaison entre l'extrémité dudit au moins un tube (3) d'échange thermique et la paroi de ladite au moins une ouverture (O).
  12. 12. Procédé de fabrication selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'étape de formation d'un bourrelet (B) comprend une étape de pliage à plat des bords longitudinaux (7a, 7b) de la bande (5).
  13. 13. Procédé de fabrication selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce
    5 que les bourrelets sont amincis, préférentiellement par laminage, avant qu'ils ne soient mis en contact l'un avec l'autre.
  14. 14. Echangeur thermique (1), notamment pour véhicule automobile, comprenant au moins une boîte collectrice (4) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 et au moins un tube (3) d'échange thermique, ou pouvant être obtenu par le
    10 procédé selon l'une des revendications 10 à 13.
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