FR3081984A1 - Boite collectrice et echangeur thermique correspondant - Google Patents

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FR3081984A1
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stop
manifold
tube
heat exchanger
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FR1854742A
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Samuel Bry
Patrick Boisselle
Jerome Blanchard
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Valeo Systemes Thermiques SAS
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Abstract

L'invention concerne une boite collectrice (5) pour échangeur thermique à assemblage mécanique, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur (1) comportant un faisceau d'échange thermique (3) assemblé mécaniquement et comprenant au moins une rangée de tubes (31) avec deux tubes (31) terminaux de part et d'autre de ladite au moins une rangée, les tubes (31) comportant respectivement une extrémité (311) destinée à déboucher dans un volume intérieur de. la boite collectrice (5). Selon l'invention, la boite collectrice (5) comporte au moins une butée (55) configurée pour être disposée en regard d'une surface interne de l'extrémité (311) d'un tube (31) terminal associé et pour coopérer avec ladite surface interne de façon à empêcher un déplacement dudit tube (31) en direction du volume intérieur de la boite collectrice (5).

Description

Boite collectrice et échangeur thermique correspondant
L’invention se rapporte au domaine des échangeurs thermiques, notamment pour véhicules automobiles. L’invention concerne en particulier une boite collectrice pour un tel échangeur thermique.
L’invention concerne plus précisément un échangeur thermique dit mécanique, en particulier un radiateur, notamment un radiateur de refroidissement. Dans ce cas, les éléments de l’échangeur thermique sont assemblés de façon mécanique, à savoir à température ambiante, par exemple par sertissage, expansion, clipsage ou autre liaison mécanique, et sans brasure, c’est-à-dire sans apport de matière.
Les échangeurs thermiques comportent classiquement un faisceau d’échange thermique et au moins une, généralement deux boites collectrices ou boîtiers de distribution d’un fluide caloporteur.
Le faisceau d’échange thermique comporte une pluralité de tubes, tels que des tubes plats, disposés selon une ou plusieurs rangées à travers lesquels est destiné à s’écouler le fluide caloporteur. Chaque rangée de tubes comporte deux tubes terminaux de part et d’autre de la rangée. Des éléments d’échange thermique, tels que des ailettes, peuvent également être prévus entre les tubes pour améliorer l’échange thermique. Les ailettes sont généralement placées parallèlement entre elles et perpendiculairement aux tubes. Les ailettes sont alors pourvues de trous permettant le passage des tubes. Le faisceau d’échange thermique est maintenu mécaniquement. Pour ce faire, un outil, par exemple une olive est introduite à l’intérieur des tubes de manière à déformer les parois des tubes et les appliquer à force contre les trous pratiqués dans les ailettes.
De façon connue, chaque boite collectrice comprend une plaque collectrice recevant les extrémités des tubes. Un couvercle vient coiffer la plaque collectrice pour fermer la boite collectrice.
Dans un échangeur de type mécanique, il est en outre connu de disposer un joint d’étanchéité sur la plaque collectrice, qui est également traversé par les extrémités des tubes. L’assemblage des tubes et de chaque plaque collectrice est réalisé mécaniquement par une opération de sertissage, appelée évasage, consistant à évaser les extrémités respectives des tubes pour comprimer le joint d’étanchéité.
Cependant, un tel échangeur thermique mécanique peut ne pas présenter des
-2caractéristiques de résistance mécanique, notamment suffisantes pour les tenues en pression cyclée. En effet, sous l’action de la pression exercée par le fluide caloporteur, les tubes gonflent ce qui génère une déformation des ailettes, notamment leurs extrémités peuvent se plier. Quand les tubes se dégonflent, les extrémités déformées des ailettes peuvent accrocher au moins un tube terminal et le déplacer, notamment le remonter vers le volume intérieur de la boite collectrice. L’extrémité évasée du tube terminal s’éloigne donc du joint d’étanchéité et l’étanchéité n’est plus assurée.
Il est donc important d’empêcher un tel déplacement d’un tube terminal vers l’intérieur de la boite collectrice pour garantir l’étanchéité.
Afin de remédier à ces inconvénients, il a été envisagé de prévoir une butée configurée pour venir sur la tranche d’un tube terminal en cas de déplacement de ce dernier vers le volume intérieur d’une boite collectrice.
Toutefois, les tubes plats sont de faible épaisseur, typiquement de moins d’un millimètre d’épaisseur, par exemple de l’ordre de 0,3mm à 0,2mm. En particulier, les tubes plats très fins, notamment d’épaisseur de l’ordre de 0,20mm à 0,25mm, peuvent ne pas résister à l’effort appliqué par une telle butée. Pour arrêter le déplacement d’un tube terminal, une telle butée vient en appui contre une faible surface sur la tranche du tube terminal, et s’enfonce dans le tube terminal en le déformant. L’étanchéité n’est alors plus assurée.
De plus, cette solution doit tenir compte des tolérances de longueurs des tubes qui sont par exemple de l’ordre de 3mm, ce qui signifie que la butée doit autoriser un déplacement au moins égal à cette valeur pour pouvoir assembler les boites collectrices au faisceau d’échange thermique sans endommager les tubes les plus longs.
L’invention a donc pour objectif de pallier au moins partiellement ces problèmes de l’art antérieur en proposant un échangeur thermique permettant de répondre aux contraintes de pression tout en réduisant les risques de fuite.
A cet effet l’invention a pour objet une boite collectrice pour échangeur thermique à assemblage mécanique, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur comportant un faisceau d’échange thermique assemblé mécaniquement et comprenant au moins une rangée de tubes avec deux tubes terminaux de part et d’autre de ladite au moins une rangée, les tubes comportant respectivement une extrémité destinée à déboucher dans un volume intérieur de.la boite collectrice.
-3Selon l’invention, la boite collectrice comporte au moins une butée configurée pour être disposée en regard d’une surface interne de l’extrémité d’un des tubes terminaux associé. Ladite au moins une butée est configurée pour coopérer avec ladite surface interne de façon à empêcher un déplacement dudit tube en direction du volume intérieur de la boite collectrice.
Une telle butée permet de stopper ou de limiter le déplacement d’un tube terminal en faisant la retenue à l’intérieur de l’extrémité du tube terminal. Typiquement, une telle butée peut limiter le déplacement du tube terminal en l’empêchant de se déplacer au-delà d’un jeu prédéterminé (par exemple de moins de 1 millimètre) vers le volume intérieur de la boite collectrice. La remontée du tube terminal associé vers le volume intérieur de la boite collectrice est alors réduite voire bloquée, maintenant ainsi l’extrémité évasée du tube terminal en place, au contact du joint d’étanchéité. Ainsi, l’étanchéité de la boite collectrice est améliorée au niveau de sa jonction avec le tube terminal associé.
La boite collectrice peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
la boite collectrice comporte au moins deux butées, chacune configurée pour être disposée en regard d’une surface interne de l’extrémité de l’un des deux tubes terminaux ;
ladite au moins une butée est configurée pour être disposée en regard de la surface interne de l’extrémité du tube terminal associé avec un jeu inférieur ou égal à un millimètre ;
ladite au moins une butée est configurée pour être agencée au moins partiellement à l’intérieur de l’extrémité du tube terminal associé ;
ladite au moins une butée est conformée avec un contour périphérique apte à être entièrement reçu à l’intérieur de l’extrémité du tube terminal associé ;
la boite collectrice est configurée pour recevoir des extrémités de tubes présentant au moins un évasement et ladite au moins une butée présente une forme générale complémentaire à la forme dudit au moins un évasement de l’extrémité du tube terminal ;
la boite collectrice est configurée pour recevoir des extrémités de tubes plats présentant deux grandes bordures opposées et ladite au moins une butée est
-4configurée pour coopérer avec au moins une grande bordure de l’extrémité du tube terminal associé ;
ladite au moins une butée est configurée pour coopérer avec une seule grande bordure ;
ladite au moins une butée est configurée pour coopérer avec les deux grandes bordures ;
la boite collectrice est configurée pour recevoir des extrémités de tubes évasées présentant une forme polygonale dont au moins deux côtés sont reliés par un sommet arrondi ;
ladite au moins une butée présente au moins une portion incurvée de forme complémentaire au sommet arrondi de l’extrémité du tube terminal associé ;
ladite au moins une butée présente une forme générale oblongue avec deux portions d’extrémité longitudinale incurvées configurées pour coopérer avec deux sommets arrondis en vis-à-vis de l’extrémité du tube terminal associé ;
ladite au moins une butée présente une portion centrale affinée ;
ladite au moins une butée présente deux bords opposés convexes avec leur convexité orientée vers l’intérieur de la butée ;
la boite collectrice comporte : une plaque collectrice destinée à être traversée par les extrémités des tubes du faisceau d’échange thermique, et un couvercle assemblé à la plaque collectrice de façon à fermer la boite collectrice ;
ladite au moins une butée est venue de matière avec le couvercle en s’étendant en direction de la plaque collectrice ;
ladite au moins une butée est moulée avec le couvercle ;
le couvercle s’étend longitudinalement selon une direction d’extension principale ; ladite au moins une butée s’étend transversalement par rapport à la direction d’extension principale du couvercle ;
la boite collectrice comporte au moins un joint d’étanchéité compressible agencé au moins partiellement sur la plaque collectrice et autour des extrémités des tubes débouchant dans la boite collectrice, et dans laquelle les évasements des tubes sont configurés pour comprimer le joint d’étanchéité.
-5L’invention concerne aussi un échangeur thermique à assemblage mécanique, notamment pour véhicule automobile, comportant un faisceau d’échange thermique assemblé mécaniquement, ledit faisceau comprenant au moins une rangée de tubes avec deux tubes terminaux de part et d’autre de ladite au moins une rangée et au moins une boite collectrice telle que définie précédemment, dans laquelle débouchent des extrémités des tubes.
L’échangeur thermique peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
ladite au moins une butée est agencée au moins partiellement à l’intérieur de l’extrémité du tube terminal associé ;
ladite au moins une boite collectrice comporte une plaque collectrice ;
les tubes présentent respectivement un évasement externe du côté de la plaque collectrice débouchant sur le volume intérieur de la boite collectrice et un évasement interne du côté opposé ;
ladite au moins une butée est configurée pour coopérer avec l’évasement externe du tube terminal associé ;
le faisceau d’échange thermique comporte un nombre prédéfini d’ailettes traversées par les tubes ;
l’échangeur thermique comporte deux boites collectrices conformes à l’invention, de part et d’autre du faisceau d’échange thermique.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue générale d’un échangeur thermique mécanique,
- la figure 2 est une vue en coupe montrant en perspective une partie de l’échangeur thermique de la figure 1 comprenant une boite collectrice selon une première variante,
- la figure 3a est une vue en coupe partielle et en perspective d’une boite collectrice de l’échangeur thermique de la figure 2 dans laquelle débouchent des extrémités de tubes,
- la figure 3b est une vue partielle en coupe transversale au niveau de la boite
-6collectrice de l’échangeur thermique de la figure 2,
- la figure 3c est une vue partielle en coupe longitudinale de l’échangeur thermique de la figure 2, et
- la figure 4 est une vue partielle en coupe longitudinale de l’échangeur thermique comprenant une boite collectrice selon une deuxième variante de réalisation.
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps.
En référence à la figure 1, on a représenté un échangeur thermique 1, notamment destiné à équiper un véhicule automobile, tel qu’un radiateur.
L’échangeur thermique 1 est de type mécanique. Par échangeur thermique 1 mécanique on entend que les différents éléments formant l’échangeur thermique 1 sont fixés mécaniquement entre eux, par exemple par sertissage.
En référence à la figure 2, un échangeur thermique 1 comprend classiquement : un faisceau d’échange thermique 3 comportant une pluralité de tubes 31, et au moins une boite collectrice 5, généralement deux boites collectrices 5.
Chaque boite collectrice 5 peut être réalisée en deux parties : une plaque collectrice 51 destinée à être traversée par les tubes 31, et un couvercle 53 destiné à venir se fixer sur la plaque collectrice 51 pour fermer au moins partiellement la boite collectrice 5. L’invention concerne plus particulièrement une telle boite collectrice 5, décrite plus en détail par la suite.
-7En ce qui concerne le faisceau d’échange thermique 3, il est à assemblage mécanique, c’est-à-dire qu’il comporte des éléments d’échange thermique assemblés entre eux de façon mécanique par exemple par expansion ou sertissage, sans étape de brasage.
Un premier fluide caloporteur, tel qu’un liquide, est destiné à circuler dans les tubes 31. Un deuxième fluide, tel qu’un flux d’air, est destiné à circuler autour des tubes 31.
Les tubes 31 partiellement représentés sur la figure 2 sont agencés selon une ou plusieurs rangées. Chaque rangée comporte deux tubes 31 terminaux de part et d’autre de la rangée. Les tubes 31 sont par exemple disposés de façon parallèle.
Les tubes 31 peuvent s’étendre selon un axe longitudinal Lt. Il peut s’agir notamment de tubes 31 dits tubes « plats » présentant une faible épaisseur inférieure au millimètre, par exemple de l’ordre de 0,33mm à 0,20mm, de préférence de l’ordre de 0,22mm.
Le faisceau d’échange thermique 3 peut comporter en outre des ailettes (non représentées). Les tubes 31 peuvent être disposés en traversant respectivement une pluralité de telles ailettes (non représentées) superposées.
En outre, le faisceau d’échange thermique 3 est destiné à être assemblé mécaniquement à la ou chaque boite collectrice 5. Pour ce faire, les tubes 31 sont assemblés mécaniquement à la plaque collectrice 51 de chaque boite collectrice 5, avec interposition d’un joint d’étanchéité 7. Le joint d’étanchéité 7 comporte des ouvertures propres à recevoir les extrémités des tubes 31. Plus précisément, il s’agit d’un joint d’étanchéité 7 compressible agencé au moins partiellement sur la plaque collectrice 51 et autour des extrémités des tubes 31 débouchant dans la boite collectrice 5 à l’assemblage de l’échangeur thermique 1.
Les tubes 31 peuvent être montés entre les deux boites collectrices 5 de sorte que les extrémités des tubes 31 traversent les plaques collectrices 51 respectives.
Les extrémités des tubes 31 débouchant dans chaque boite collectrice 5 sont ensuite destinées à être déformées de manière plastique, par exemple par expansion ou évasage des extrémités des tubes 31. La déformation ou l’évasage peut se faire selon une direction radiale par rapport à l’axe longitudinal Lt des tubes 31. L’évasage des
-8extrémités 311 de tubes 31 est par exemple réalisé par poinçonnage de ces extrémités. Les extrémités 311 des tubes 31 sont évasées de façon à comprimer le joint d’étanchéité 7 entre les extrémités 311 des tubes 31 et la plaque collectrice 51.
Dans le cas de tubes 31 plats, les extrémités des tubes 31 présentent avant évasage une section transversale par exemple de forme générale oblongue avec deux grandes bordures longitudinales opposées reliés par des petits bords qui sont par exemple des bords arrondis.
L’évasage peut être réalisé de façon localisée, c’est-à-dire que l’évasage n’est pas réalisé sur toute la périphérie de l’extrémité d’un tube 31. On peut prévoir d’évaser au moins localement les extrémités des tubes 31, de façon à définir un ou plusieurs évasements 313 (figures 3a à 4) sur la périphérie des extrémités des tubes 31, à savoir du côté débouchant dans le volume intérieur de la boite collectrice 5 à l’état assemblé.
Les évasements 313 sont effectués du côté de la plaque collectrice 51 qui porte le joint d’étanchéité 7, c’est-à-dire du côté opposé à celui tourné vers les ailettes (non représentées). Les évasements 313 sur les périphéries des extrémités des tubes 31 forment donc des zones d’appui sur le joint d’étanchéité 7. Les évasements 313 permettent de comprimer et maintenir en place le joint d’étanchéité 7 afin de garantir l’étanchéité entre la plaque collectrice 51 et les tubes 31. Ils ont une fonction de retenue mécanique du joint d’étanchéité 7.
Dans le cas de tube 31 plat, l’évasage est réalisé au moyen d’un poinçon qui élargit l’extrémité du tube 31 dans le sens de la largeur. La largeur des extrémités des tubes 31 s’entend de la dimension joignant les deux grandes bordures opposées. Au niveau de l’évasement ou des évasements 313, la largeur des extrémités des tubes 31 augmente.
L’évasage est par exemple réalisé sensiblement au milieu des bordures longitudinales de l’extrémité de chaque tube 31.
Chaque extrémité de tube 31 présente après évasage une forme polygonale, dans l’exemple illustré une forme générale de losange.
Le poinçon utilisé pour l’évasage peut présenter une forme de sphère. Dans ce cas, la forme polygonale de l’extrémité après évasage, par exemple en losange, peut présenter au moins un sommet arrondi reliant deux côtés. Selon une variante de réalisation illustrée sur les figures 3a et 3b, les extrémités de tubes 31 présentent après
-9évasage une forme générale de losange définie par quatre côtés reliés deux à deux par des sommets arrondis. Les sommets arrondis dans le sens de la largeur de l’extrémité d’un tube 31 correspondent aux évasements 313.
Selon un exemple de réalisation, on peut prévoir d’évaser les extrémités des tubes 31 selon au moins deux sections transversales distinctes des extrémités des tubes 31, tel que cela est visible sur la figure 3c ou 4. En particulier, les extrémités des tubes 31 peuvent présenter :
- le ou les évasements 313 dits externes sur la périphérie des extrémités des tubes 31 débouchant dans la boite collectrice 5, c’est-à-dire du côté extérieur du faisceau d’échange thermique 3, et
- en outre un ou plusieurs autres évasements 315 dits internes, réalisés du côté du reste du faisceau d’échange thermique 3, soit du côté intérieur du faisceau d’échange thermique 3.
La largeur des extrémités des tubes 31 au niveau des évasements externes 313 est supérieure à la largeur des extrémités des tubes 31 au niveau des évasements internes 315.
En se référant de nouveau à la figure 2, la ou les boites collectrices 5 permettent de distribuer le premier fluide vers les tubes 31 ou de collecter le premier fluide ayant parcouru ces tubes 31.
Le couvercle 53 s’étend longitudinalement selon une direction d’extension principale Lh qui est transversale ou sensiblement transversale à l’axe longitudinal Lt des tubes 31 à l’état assemblé de l’échangeur thermique 1.
Chaque plaque collectrice 51 est disposée transversalement par rapport aux tubes 31 en s’étendant selon la direction Lh.
Chaque plaque collectrice 51 est respectivement destinée à être traversée par des extrémités des tubes 31 à l’état assemblé de l’échangeur thermique 1. A cet effet, chaque plaque collectrice 51 peut comporter une pluralité d’ouvertures pour le passage des extrémités des tubes 31 du faisceau d’échange thermique 3. La forme de ces ouvertures est complémentaire à la forme des extrémités des tubes 31 avant évasage.
De plus, chaque plaque collectrice 51 est assemblée mécaniquement au couvercle 53 associé. La plaque collectrice 51 comporte par exemple des pattes de
-10sertissage 511 (voir figure 3b) susceptibles d’être rabattues sur le couvercle 53. En particulier, les pattes de sertissage 511 sont rabattues sur un rebord périphérique du couvercle 53 ou pied de couvercle 531 (visible sur les figures 3c et 4) qui vient se fixer sur la plaque collectrice 51 en assurant la compression du joint d’étanchéité 7 disposé sur la plaque collectrice 51, plus précisément contre une partie périphérique du joint d’étanchéité 7. Le joint d’étanchéité 7 permet donc d’assurer l’étanchéité entre le couvercle 53 et la plaque collectrice 51 en plus de l’étanchéité entre les extrémités des tubes 31 et la plaque collectrice 51.
La boite collectrice 5 comporte en outre au moins une butée 55. Il s’agit d’une butée 55 fixe.
La butée 55 est avantageusement prévue en un point stratégique, par exemple à une extrémité longitudinale de la boite collectrice 5. Deux butées 55 sont par exemple prévues aux extrémités longitudinales de la boite collectrice 5. Les butées 55 sont destinées à être disposées en regard, voire être au moins partiellement insérées dans les extrémités des tubes 31 terminaux au début et/ou à la fin d’une rangée du faisceau d’échange thermique 3.
Plus précisément, les butées 55 sont destinées à être disposées en regard d’une surface interne de l’extrémité d’un tube 31 terminal associé. Chaque butée 55 peut être positionnée au plus proche de la surface interne de l’extrémité du tube 31 terminal associé, avec un jeu inférieur ou égal à un millimètre.
La butée 55 est destinée à coopérer avec la surface interne de l’extrémité du tube 31 terminal, de façon à bloquer le tube 31 terminal, pour empêcher un éventuel déplacement du tube 31 en direction du volume intérieur de la boite collectrice 5, comme schématisé par la flèche F sur les figures 3c et 4. Un tel déplacement en direction du volume intérieur de la boite collectrice 5 peut être entraîné lorsqu’un effort est appliqué sur le tube 31 terminal, par exemple par les ailettes (non représentées). Plus précisément, la butée 55 prend appui ou vient prendre appui sur cette surface interne. En empêchant le tube 31 terminal de remonter dans la boite collectrice 5, la butée 55 prévient ainsi une éventuelle sortie du tube 31 terminal du joint d’étanchéité 7.
Pour ce faire, les butées 55 sont avantageusement portées et plus précisément formés sur le couvercle 53, par exemple en étant venues de matière. Les butées 55 peuvent être moulées avec le couvercle 53, de façon à former une seule pièce monobloc
-11sans nécessité de rapporter une pièce supplémentaire. Cela évite un jeu d’assemblage entre la butée 55 et le couvercle 53 et permet d’avoir une côte précise.
Les butées 55 formées sur le couvercle 53 s’étendent en direction de la plaque collectrice 51, et donc en direction des extrémités des tubes 31 à l’état assemblé de l’échangeur thermique 1. En particulier, chaque butée 55 s’étend selon une direction D transversale par rapport à la direction d’extension principale Lh du couvercle 53. Les butées 55 s’étendent donc de façon parallèle à l’axe longitudinal Lt des tubes 31.
En outre, chaque butée 55 est conformée avec un contour périphérique apte à être entièrement reçu à l’intérieur de l’extrémité du tube 31 terminal associé, comme cela est mieux visible sur la figure 3 a ou 3b. De la sorte, la butée 55 ne vient pas déformer la tranche par exemple du tube 31 terminal mais bloque le déplacement du tube 31 terminal par l’intérieur.
Ainsi, à l’assemblage de l’échangeur thermique 1, chaque butée 55 peut être agencée de sorte que son extrémité libre soit reçue à l’intérieur de l’extrémité du tube 31 terminal associé, en prenant appui sur la surface interne de l’extrémité du tube 31 terminal de façon à s’opposer à tout déplacement du tube 31 terminal. En variante, chaque butée 55 peut être agencée en regard du tube 31 terminal associé avec un jeu, par exemple à moins d’un millimètre, et si le tube 31 terminal se déplace, la butée 55 rentre alors dans l’extrémité du tube 31 terminal pour venir prendre appui sur la surface interne et limiter le déplacement.
Par ailleurs, comme expliqué précédemment, les tubes 31 du faisceau 3 peuvent être des tubes 31 plats, présentant en section transversale deux grandes bordures longitudinales opposées. Chaque butée 55 peut être destinée à coopérer avec une grande bordure ou les deux grandes bordures de l’extrémité du tube 31 terminal associé. Comme illustré sur les figures 3a à 3c, chaque butée 55 peut être configurée pour coopérer avec les deux grandes bordures de l’extrémité du tube 31 terminal associé. En variante, comme illustré sur la figure 4, chaque butée 55 peut être configurée pour coopérer avec une seule grande bordure, le côté opposé peut être dégagé. En référence à la disposition des éléments sur la figure 4, les butées 55 peut être prévues pour venir à gauche des extrémités des tubes 31 terminaux. Dans ce dernier cas, la butée n’est donc pas au centre de l’extrémité 311 du tube 31 mais est agencée de façon dissymétrique.
-12Chaque butée 55 présente en outre une forme générale complémentaire à la forme de l’extrémité du tube 31 terminal associé après évasage, en particulier au niveau de l’évasement externe 313. Pour ce faire, chaque butée 55 peut présenter la même forme que le poinçon d’évasage. Ainsi, pour bloquer le tube 31, c’est l’extrémité 311 du tube 31, et non la tranche du tube 31, qui est en butée ou arrive en butée par exemple en cas de déplacement, sur une forme semblable au poinçon d’évasage qui ne vient donc pas déformer le tube 31. La retenue est robuste même pour un tube 31 de faible épaisseur, par exemple de l’ordre de 0,22mm.
Par exemple, pour des tubes 31 terminaux dont les extrémités présentent après évasage une forme générale polygonale dont au moins deux côtés sont reliés par un sommet arrondi formé par l’évasement 313, les butées 55 peuvent présenter au moins une portion incurvée 551 (mieux visible sur les figures 3a, 3b) de forme complémentaire à ce sommet arrondi.
En particulier, chaque butée 55 peut présenter une forme générale oblongue avec deux portions d’extrémité longitudinale incurvées 551. Ces portions incurvées 551 sont configurées pour coopérer avec deux sommets arrondis en vis-à-vis de l’extrémité du tube 31 terminal associé formés par les évasements 313 dans le sens de la largeur du tube 31.
Ainsi, à l’assemblage de l’échangeur thermique 1, lorsque les butées 55 sont agencées avec leurs extrémités libres reçues à l’intérieur de l’extrémité du tube 31 terminal associé, les portions incurvées 551 prennent appui sur la surface interne de l’extrémité du tube 31 terminal au niveau des évasements 313. En variante, lorsque les butées 55 sont agencées en regard des tubes 31 terminaux avec un jeu, si un effort est exercé sur un tube 31 terminal entraînant son déplacement vers le volume intérieur de la boite collectrice 5, la butée 55 rentre alors dans l’extrémité du tube 31 terminal de sorte que les portions incurvées 551 viennent prendre appui sur la surface interne de l’extrémité du tube 31 terminal au niveau des évasements 313. La butée 55 est donc implantée ou destinée à être implantée dans l’évasement 313 de retenue du tube 31. Ceci offre un maximum de surface d’appui entre chaque butée 55 et la surface interne de l’extrémité du tube 31 terminal associé.
-13En outre, chaque butée 55 peut présenter une portion centrale affinée. Ceci est particulièrement avantageux dans le cas d’une butée 55 configurée pour coopérer avec les deux grandes bordures de l’extrémité d’un tube 31 terminal associé.
Selon un exemple de réalisation illustré sur la figure 3b, chaque butée 55 peut présenter deux bords opposés 553 convexes avec leur convexité orientée vers l’intérieur de la butée 55.
On réduit ainsi la section de la butée 55 de façon à ne pas perturber l’écoulement du premier fluide caloporteur. En effet, en réduisant l’épaisseur au centre, on ne bouche pas le tube 31 terminal pour laisser passer le fluide caloporteur. La forme affinée ou amincie au milieu de la butée 55 permet de limiter l’impact sur la perte de charge.
La section de la butée 55 est inférieure à la section du tube 31 à l’intérieur du faisceau 3, (figures 3c, 4) de sorte que la section de passage pour le fluide caloporteur au niveau de la butée 55 est équivalente ou supérieure à la section de passage pour le fluide caloporteur du tube 31 à l’intérieur du faisceau 3.
Dans le cas d’un tube 31 terminal présentant des évasements exteme(s) 313 et interne(s) 315 selon au moins deux sections transversales distinctes de l’extrémité 311 du tube 31, la section du tube 31 terminal au niveau de l’évasement interne 315 est plus faible que la section du tube 31 terminal au niveau de l’évasement externe 313 moins la surface de la butée 55.
Ainsi, chaque butée 55, avantageusement portée par le couvercle 53, disposée en regard avec un petit jeu ou en prenant appui sur une surface à l’intérieur de la partie évasée de l’extrémité 311 du tube 31 terminal associé, permet de s’opposer au déplacement ou de limiter le déplacement de ce tube 31 terminal par exemple sous l’action des ailettes (non représentées). On évite ainsi que les tubes 31 terminaux ne s’éloignent du joint d’étanchéité 7, garantissant ainsi la tenue mécanique des tubes 31 et l’étanchéité entre la plaque collectrice 51 et les tubes 31.
De plus, en venant à l’intérieur des tubes 31 terminaux, en particulier dans la forme laissée par le poinçon d’évasage, on utilise la côté de l’évasage qui est plus précise que la tranche du tube 31 par exemple, sans endommager les extrémités 311 de tubes 31 possible grâce à une surface d’appui importante de la butée 55.
-14Enfin, de telles butées 55 prévues uniquement pour venir à l’intérieur des tubes 31 terminaux n’ont pas d’incidence sur la perte de charge interne du faisceau d’échange thermique 3, par opposition à des butées 55 qui seraient prévues pour venir dans les extrémités de tous les tubes 31.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Boite collectrice (5) pour échangeur thermique (1) à assemblage mécanique, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur (1) comportant un faisceau’ 5 d échangé thermique (3) assemblé mécaniquement et comprenant au moins une rangée de tubes (31) avec deux tubes (31) terminaux de part et d’autre de ladite au moins une rangée, les tubes (31) comportant respectivement une extrémité (311) destmee à déboucher dans un volume intérieur de.la boite collectrice (5), caractérisée en ce que la boite collectrice (5) comporte au moins une butée (55) 10 configurée pour :
    etre disposée en regard d’une surface interne de l’extrémité (311) d’un des tubes (31) terminaux associé et coopérer avec ladite surface interne de façon à empêcher un déplacement dudit tube (31) en direction du volume intérieur de la boite collectrice (5).
    ! 5
  2. 2. Boite collectrice (5) selon la revendication précédente, dans laquelle ladite au moins une butée (55) est configurée pour être disposée en regard de la surface interne de I extrémité (311) du tube (3.1) terminal associé avec un jeu inférieur ou égal à un millimètre.
  3. 3. Boite collectrice (5) selon l’une quelconque des revendications précédentes, 0 configurée pour recevoir des extrémités (311) de tubes (31) présentant au moins un evasement (313), et dans laquelle ladite au moins une butée (55) présente une forme gtnérak complémentaire à la forme dudit au moins un évasement (313) de 1 extrémité (311) du tube terminal (31).
  4. 4. Boite collectrice (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, configurée pour recevoir des extrémités (311) de tubes (31) plats présentant deux grdudes bordures opposccs9 et dans laquelle ladite au moins une butée (55) est configurée pour coopérer avec au moms une grande bordure de l’extrémité (311) du tube (31) terminal associé.
  5. 5. Boite collectrice (5) selon la revendication 3,
    - configurée pour recevoir des extrémités (311) de tubes (31) évasées présentant une tonne polygonale, dont au moins deux côtés sont reliés par un sommet
    -16arrondi, et dans laquelle ladite au moins une butée (55) présente au moins une portion incurvée (551) de forme complémentaire au sommet arrondi de l’extrémité du tube terminal associé.
  6. 6. Boite collectrice (5) selon la revendication précédente, dans laquelle ladite au moins une butee (55) présente une forme générale oblongue avec deux portions d'extrémité longitudinale incurvées (551) configurées pour coopérer avec deux sommets arrondis en vis-à-vis de l’extrémité (311) du tube (31) terminal associé.
  7. 7. Boite collectrice (5) selon la revendication précédente, dans laquelle ladite au moins une butée (55) présente une portion centrale affinée (553).
    Boite collectrice (5) selon 1 une quelconque des revendications précédentes, comportant :
    une plaque collectrice (51) destinée à être traversée par les extrémités (311) des tubes (31) du faisceau d’échange thermique (3), et un couvercle (53) assemblé à la plaque collectrice (51) de façon à fermer la boite collectrice (5), ladite au moins une butée (55) étant venue de matière avec le couvercle (53) en s étendant en direction de la plaque collectrice (51),
  8. 9. Échangeur thermique (1) à assemblage mécanique, notamment pour véhicule automobile, comportant un faisceau d’échange thermique (3) assemblé mécaniquement, ledit faisceau (3) comprenant au moins une rangée de tubes (31) avec deux tubes (31) terminaux de part et d’autre de ladite au moins une rangée, caractérisé en ce qu’il comporte en outre au moins une boite collectrice (5) selon 1 une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle débouchent des extrémités (311) des tubes (3.1).
  9. 10. Échangeur thermique selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une butée (55) est agencée au moins partiellement à l’intérieur de l’extrémité (311) du tube (31) terminal associe.
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