FR3123115A1 - Module thermique pour véhicule automobile. - Google Patents

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Abstract

MODULE THERMIQUE pour véhicule automobile L'invention concerne un module thermique (500) pour véhicule automobile, comportant un premier échangeur thermique (1), un deuxième échangeur thermique (2) et un troisième échangeur thermique (3) empilés selon une direction d'empilement (Ox) selon laquelle le deuxième échangeur thermique (3) est placé entre le premier échangeur thermique (1) et le troisième échangeur thermique (3), chaque échangeur thermique (1, 2, 3) comprenant deux collecteurs et une surface d’échange de chaleur (100, 200, 300) s’étendant transversalement entre ces deux collecteurs, caractérisé en ce que le deuxième échangeur thermique (2) et le troisième échangeur thermique (3) sont fixés sur le premier échangeur thermique (1), une patte de fixation (20) du deuxième échangeur thermique (2) sur le premier échangeur thermique (1) appartenant à un ensemble de fixation (350) du troisième échangeur thermique (3) sur le premier échangeur thermique (1). Figure pour l’abrégé : FIGURE 1

Description

Module thermique pour véhicule automobile.
L’invention se rapporte au domaine du traitement thermique de composants d’un véhicule automobile, et elle concerne plus particulièrement un module thermique disposés sur au moins un circuit de distribution de fluide et comportant une pluralité d’échangeurs de chaleur, chacun étant apte à réaliser un échange de calories entre un flux d’air traversant le système d’échange thermique et un fluide circulant dans cet échangeur de chaleur.
Il est connu d’agencer en face avant d’un véhicule un tel module thermique pour que les échangeurs de chaleur qui le composent soient successivement traversés par un flux d’air frais provenant de l’extérieur du véhicule. Le module thermique peut comporter notamment un radiateur, formant partie d’un circuit de refroidissement d’un moteur à combustion ou d’un moteur électrique et de ses accessoires du véhicule par échange de calories entre le flux d’air frais et un fluide de refroidissement circulant en son sein, et un condenseur, formant partie d’une boucle de régulation thermique de l’habitacle du véhicule et apte à assurer un échange de chaleur entre un fluide réfrigérant circulant en son sein et le flux d’air frais. Il est également connu d’ajouter sur le circuit de refroidissement du moteur un radiateur additionnel, qui peut former un radiateur basse température, en complément d’un radiateur haute température ou d’un second radiateur basse température.
Un agencement connu consiste à disposer les deux radiateurs et le condenseur en parallèle les uns des autres, perpendiculairement au sens de circulation principal de l’air frais venant de l’extérieur du véhicule. Dans cet empilement, le radiateur basse température, présentant une dimension verticale inférieure à celle du condenseur, est l’échangeur de chaleur disposé le plus proche d’une ouverture de la calandre avant du véhicule, en recouvrement partiel du condenseur, et le condenseur est disposé entre le radiateur principal et le radiateur basse température. Un tel agencement du système d’échange thermique, s’il est particulièrement efficace en termes d’encombrement, présente cependant l’inconvénient d’être difficile à assembler. De manière plus précise, l’assemblage actuel du système d’échange thermique, avec notamment un radiateur fixé sur le véhicule et servant de support au condenseur et servant par ailleurs de support au radiateur basse température, est fastidieux et peut manquer de précision notamment du fait de la multiplicité des zones de fixation du support qui doivent coopérer respectivement avec le condenseur et le radiateur basse température, et peut donc être amélioré.
La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à répondre aux inconvénients précédemment cités. A cet effet, l’invention consiste en un module thermique tel que précité, plus simple à assembler et d'un assemblage plus économique et plus fiable que les modules thermiques connus sur le marché.
Dans ce but, l'invention a pour objet, selon un premier aspect, un module thermique pour véhicule automobile, comportant un premier échangeur thermique, un deuxième échangeur thermique et un troisième échangeur thermique empilés selon une direction d'empilement selon laquelle le deuxième échangeur thermique est placé entre le premier échangeur thermique et le troisième échangeur thermique, chaque échangeur thermique comprenant deux collecteurs et une surface d’échange de chaleur s’étendant transversalement entre ces deux collecteurs, caractérisé en ce que le deuxième échangeur thermique et le troisième échangeur thermique sont fixés sur le premier échangeur thermique, une patte de fixation du deuxième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique appartenant à un ensemble de fixation du troisième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique.
Pour faciliter la lecture, les échangeurs thermiques seront également désignés comme échangeurs dans ce qui suit.
L'invention propose donc, d'une part, que le premier échangeur forme un support de fixation pour le deuxième échangeur et pour le troisième échangeur. Ceci permet de réduire la fixation du module thermique au sein du véhicule à la seule fixation du premier échangeur sur la caisse de celui-ci.
Par ailleurs, l'invention prévoit un moyen commun de fixation du deuxième échangeur et du troisième échangeur sur le premier échangeur, ce moyen commun étant une patte de fixation du deuxième échangeur sur le premier échangeur. Par la combinaison de fonction de la patte de fixation, à la fois pour la fixation du deuxième échangeur sur le premier échangeur et pour la fixation du troisième échangeur sur le deuxième échangeur, l'invention permet de réduire le nombre d'éléments de fixation mis en œuvre pour la réalisation de l'assemblage du module thermique, conduisant ainsi à une simplification de cet assemblage.
Selon un exemple de réalisation, la patte de fixation est vissée sur le premier échangeur thermique.
La patte de fixation est rigide pour à la fois permettre la tenue du deuxième échangeur sur le premier par le vissage de cette patte de fixation et permettre une fixation par encliquetage du troisième échangeur thermique sur le deuxième échangeur thermique et sa patte de fixation.
Il faut comprendre ici que, dans leur empilement pour former le module thermique selon l'invention, le premier échangeur, le deuxième échangeur et le troisième échangeur sont sensiblement parallèles entre eux et perpendiculaires à la direction d'empilement, le deuxième échangeur étant placé entre le premier échangeur et le troisième échangeur. La patte de fixation s'étend donc dans un plan sensiblement parallèle aux plans principaux d'extension, parallèles entre eux, de chacun des échangeurs formant le module thermique selon l'invention.
Dans ce qui suit, la direction transversale désignera la direction principale d'extension de la surface d'échange de chaleur de chaque échangeur thermique entre les deux collecteurs qu'il comporte, et la direction principale de circulation d'un fluide caloporteur au sein de chaque échangeur. La direction longitudinale, perpendiculaire à la direction transversale, désignera la direction d'empilement des échangeurs thermiques du module thermique selon l'invention, c'est-à-dire également la direction du flux d'air traversant ces échangeurs. Et la direction verticale désignera la direction perpendiculaire à la fois à la direction longitudinale et à la direction transversale précédemment définies.
En référence à des différentes directions et orientations, la patte de fixation s'étend, aux tolérances de fabrication près, dans un plan sensiblement transversal vertical, parallèle au plan principal d'allongement notamment du troisième échangeur thermique, et elle forme une saillie transversale à une extrémité transversale du deuxième échangeur, qui prolonge donc la surface d’échange de ce deuxième échangeur. Plus précisément, la patte de fixation s’étend avantageusement en saillie d’un collecteur placé à une extrémité transversale du deuxième échangeur.
Selon l'invention, l'ensemble de fixation du troisième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique comporte des moyens élastiques agencés à une extrémité transversale du troisième échangeur thermique et configurés pour coopérer par encliquetage avec la patte de fixation du deuxième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique.
Complémentairement, l'invention prévoit que les moyens élastiques comprennent au moins une languette élastique s'étendant selon la direction d'empilement des échangeurs thermiques, la languette élastique étant configurée pour coopérer par encliquetage avec un bord de la patte de fixation du deuxième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique.
Selon un exemple de réalisation, la languette élastique comporte, à l'une de ses extrémités, un doigt formant crochet configuré pour s'engager et se verrouiller par encliquetage avec un bord de la patte de fixation, plus particulièrement dans une partie proximale de la patte de fixation, dépourvue d’un orifice de fixation de la patte au premier échangeur thermique.
Selon un exemple, les moyens élastiques de l'ensemble de fixation du troisième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique comportent deux languettes élastiques telles que précitées, identiques, agencées en miroir l'une de l'autre. C'est-à-dire que, selon un tel exemple, les doigts formant crochet de chacune de ces languettes élastiques sont placés en miroir l'un face à l'autre et s'engagent avec deux bords opposés de la patte de fixation de telle manière que chaque languette élastique tend à s’écarter de l'autre sous l’effet de la déformation et tend à se rapprocher de l’autre en reprenant sa position d’origine, pour que les doigts précités prennent la patte de fixation en sandwich entre eux.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'au moins une languette élastique est agencée dans une cavité délimitée par un élément de fixation s'étendant transversalement en saillie d'un collecteur du troisième échangeur thermique.
Selon un exemple, l’élément de fixation comprend une base sensiblement plane et parallèle, aux tolérances de fabrication près, à un plan principal d'allongement du troisième échangeur thermique, et la ou les languettes élastiques précédemment évoquées s'étendent à partir de cette base, sensiblement perpendiculairement à celle-ci.
Plus précisément, la base de l’élément de fixation s'étendant, en référence à ce qui précède, selon un plan sensiblement transversal vertical en saillie d'un collecteur du troisième échangeur thermique, la ou les languettes élastiques s'étendent sensiblement selon la direction d'un plan longitudinal transversal à partir de la base de l’élément de fixation. Chaque languette élastique est formée d'une première partie sensiblement plane et sensiblement parallèle au plan longitudinal transversal précité, une extrémité longitudinale de cette première partie étant rattachée à la base de l’élément de fixation, et l’extrémité longitudinale opposée de cette première partie étant porteuse du doigt formant crochet précédemment évoqué.
Selon un exemple, l’élément de fixation comporte une pluralité de parois et de flancs sensiblement perpendiculaires à sa base précédemment décrite et s'étendant à partir des bords de cette dernière. Ces parois et ces flancs forment ainsi avec la base une cavité dans laquelle sont agencées la ou les languettes élastiques précédemment décrites. La présence de ces parois et de ces flancs permet, d'une part, une protection des languettes élastiques précitées au regard d'éventuels chocs et/ou salissures pouvant compromettre leur capacité d'encliquetage et, d'autre part, une rigidification du sous-ensemble formé par l’élément de fixation et la ou les languettes élastiques.
L'invention présente en outre avantageusement une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
- l'ensemble de fixation du troisième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique comprend des moyens de guidage pour l'engagement des moyens élastiques avec la patte de fixation du deuxième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique. Ces moyens de guidage permettent, notamment, de garantir le positionnement correct des doigts formant crochet de la ou des languettes élastiques au regard des bords de la patte de fixation, et au niveau d’une partie proximale de la patte de fixation, dépourvue d’orifice servant à la fixation de la patte de fixation sur le premier échangeur thermique.
- les moyens de guidage comprennent, d'une part, un doigt de guidage agencé à une extrémité transversale du troisième échangeur thermique et s’étendant selon une direction sensiblement parallèle à la direction d'empilement, et, d'autre part, un logement réception du doigt de guidage agencé à une extrémité transversale du premier échangeur thermique. En référence à ce qui précède, le doigt de guidage et son logement de réception s'étendent donc selon des directions principales sensiblement parallèles à la direction longitudinale précédemment définie, c'est-à-dire à la direction d’empilement des échangeurs formant le module thermique selon l’invention. Avantageusement, les formes et dimensions, ainsi que les implantations, respectivement, du doigt de guidage et de son logement de réception sur le troisième échangeur et sur le premier échangeur, sont définies de telle manière que lorsque le doigt de guidage est engagé dans son logement de réception, la ou les languettes élastiques précédemment décrites se trouvent suffisamment proches des bords de la patte de fixation précédemment définie pour pouvoir être engagées et verrouillées par encliquetage avec lesdits bords. Selon un exemple, le doigt de guidage présente, selon un plan de coupe sensiblement parallèle au plan transversal vertical d'extension principale du troisième échangeur thermique, un profil en forme de U.
- les moyens élastiques et le doigt de guidage sont agencés à la même extrémité transversale du troisième échangeur thermique.
- à son extrémité transversale opposée à l'extrémité transversale à laquelle sont agencés les moyens élastiques et le doigt de guidage, le troisième échangeur est fixé au premier échangeur par vissage sur un organe de fixation porté par le premier échangeur. Selon un exemple, l'organe de fixation est un plot agencé sur le premier échangeur, percé d'un orifice configuré pour recevoir, par exemple, une vis traversant une plaquette agencée à l'extrémité transversale correspondante du troisième échangeur.
Selon une caractéristique de l’invention, le deuxième échangeur thermique est du type d'un condenseur, le premier échangeur thermique et le troisième échangeur thermique étant du type d'un radiateur, les échangeurs thermiques étant destinés à être traversés successivement par un même flux d’air le long de la direction d’empilement.
Par la présence de la patte de fixation, commune à la fixation du deuxième échangeur sur le premier échangeur et à la fixation du troisième échangeur sur le premier échangeur, ainsi que par l'encliquetage des languettes élastiques portées par le troisième échangeur avec la patte de fixation précitée, le module thermique selon l'invention est d'un assemblage plus simple que les modules thermiques existant sur le marché. En effet, d'une part, il comporte moins d'éléments de fixation, ce qui réduit le temps d'assemblage, et, d'autre part, par la présence de la patte de fixation et des languettes élastiques, il permet de réaliser une forme de détrompage dans l'ordre d'empilement des différents échangeurs thermiques, réduisant ainsi le risque d'erreur et le besoin de contrôle a posteriori de l'assemblage réalisé. L'invention atteint ainsi le but qu'elle s'était fixé.
L'invention s'étend également à un procédé de montage d’un module thermique tel que décrit précédemment, caractérisé en ce qu’il comprend une première étape au cours de laquelle on fixe le deuxième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique, avec au moins une étape de vissage de la patte de fixation du deuxième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique, et une deuxième étape au cours de laquelle on fixe le troisième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique, avec au moins une opération d’encliquetage du troisième échangeur thermique sur la patte de fixation du deuxième échangeur thermique et une opération de vissage du troisième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique.
Avantageusement, le procédé selon l'invention prévoit que l'opération d'encliquetage du troisième échangeur thermique sur la patte de fixation du deuxième échangeur thermique est accompagnée d'une étape de positionnement du troisième échangeur thermique par rapport au premier échangeur thermique par engagement du doigt de guidage porté par le troisième échangeur dans le logement de réception porté par le premier échangeur.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront plus clairement à l’aide de la description qui suit et des dessins parmi lesquels :
- la est une vue schématique en perspective d'un module thermique selon l'invention,
- la est une vue schématique en perspective d'un détail du troisième échangeur du module thermique de la , montrant plus précisément un capot et des languettes élastiques formant un moyen de fixation de ce troisième échangeur dans le module thermique,
- et la est une vue schématique en perspective d'un détail de l'assemblage du module thermique selon l'invention, mettant en œuvre le capot et les languettes élastiques de la .
Il est tout d'abord à noter que si les figures exposent l'invention de manière détaillée pour sa mise en œuvre, elles peuvent bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant. Il est également à noter que, sur l'ensemble des figures, les éléments similaires et/ou remplissant la même fonction sont indiqués par le même repère.
Par ailleurs, en référence aux orientations et directions définies précédemment, la direction longitudinale sera représentée, dans toutes les figures, par la direction d'un axe Ox, la direction transversale sera représentée par la direction d'un axe Oy, et la direction verticale sera représentée par la direction d'un axe Oz. Ces différents axes définissent ensemble un repère (Oxyz) représenté sur les différentes figures. Dans ce repère, l'orientation "avant" sera définie par le sens négatif du vecteur d’axe (Ox), l'orientation "arrière" étant définie par le sens positif de ce même vecteur, et les qualificatifs "haut" ou "supérieur" seront représentés par le sens positif du vecteur d’axe (Oz), les qualificatifs "bas" ou "inférieur" étant représentés par le sens négatif de ce même vecteur.
Il est à noter que le qualificatif "avant" désigne également, dans un véhicule automobile équipé d'un module thermique selon l'invention, l'avant du véhicule. La direction de l’axe longitudinal (Ox) est donc également, dans un tel véhicule, la direction d’un flux d’air traversant les différents échangeurs d’un module thermique selon l’invention.
La illustre schématiquement en perspective un module thermique 500 selon l'invention.
Le module thermique 500 comprend notamment un premier échangeur thermique 1, un deuxième échangeur thermique 2, et un troisième échangeur thermique 3 disposés successivement les uns derrières les autres en considérant l’axe longitudinal du véhicule. Un tel système d’échange thermique 1 est notamment destiné à être installé en face avant d’un véhicule automobile, à l’arrière d’une calandre par exemple, afin d’être traversé par un flux d’air lors du roulage dudit véhicule, le flux d’air traversant successivement les échangeurs de chaleur longitudinalement, c’est-à-dire perpendiculairement à leur plan principal d’allongement respectif.
Le deuxième échangeur thermique 2 peut être du type d'un condenseur, formant partie d’une boucle de régulation thermique de l’habitacle du véhicule et apte à assurer un échange de chaleur entre un fluide réfrigérant circulant en son sein et le flux d’air frais. Le premier échangeur thermique 1 et le troisième échangeur thermique 3 peuvent chacun être du type d'un radiateur formant partie d’un circuit de refroidissement d’un moteur à combustion du véhicule par échange de calories entre le flux d’air frais et un fluide de refroidissement circulant en leur sein.
Chaque échangeur thermique 1, 2, 3, comporte une surface d'échange, respectivement 100, 200, 300, qui s'étend selon un plan principal d’allongement respectif qui est, en référence aux directions et orientations précédemment définies, sensiblement parallèle à un plan transversal vertical (Oyz) du repère (Oxyz) précédemment défini. Plus précisément, chaque surface d'échange 100, 200, 300 s'étend, selon la direction transversale de l'axe (Oy), entre un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie que comporte chaque échangeur thermique 1, 2, 3.
Dans le module thermique 500 selon l'invention, les surfaces d'échange 100, 200, 300 des échangeurs thermiques 1, 2, 3 sont donc sensiblement parallèles entre elles et aptes à être traversés successivement par un même flux d’air principalement longitudinal tel que précédemment évoqué.
En d’autres termes, les échangeurs thermiques 1, 2, 3, sont empilés selon une direction d'empilement sensiblement parallèle à la direction longitudinale (Ox) précédemment définie, et donc perpendiculaire aux plans principaux d’allongement respectifs des surfaces d’échange des échangeurs. Plus particulièrement, ces échangeurs thermiques sont empilés de telle manière que le troisième échangeur thermique 3 est situé à l'avant de l'empilement, le premier échangeur thermique 1 étant, en référence aux directions et orientations précédemment définies, situé à l'arrière de l'empilement et le deuxième échangeur thermique 2 étant placé entre le premier échangeur thermique 1 et le troisième échangeur thermique 3.
Le premier échangeur thermique 1 est configuré pour être fixé sur la structure du véhicule ici non représentée et pour former un support de fixation pour les deux autres échangeurs thermiques. Plus précisément, en référence à la , le deuxième échangeur thermique 2 est fixé sur le premier échangeur thermique 1 notamment par une patte de fixation 20 percée à son extrémité libre et vissée sur un plot de vissage 11 formé sur le premier échangeur thermique 1, et par plusieurs autres organes de fixation parmi lesquels sont visibles sur cette une languette de fixation 21 qui peut également être vissé sur un plot de vissage additionnel 22.
La patte de fixation 20 comporte une partie distale 20d, formée à l’extrémité libre de la patte de fixation et dans laquelle un orifice 19 est formé pour laisser passager à une vis de serrage apte à coopérer avec le plot de vissage pour serrer la patte de fixation contre le plot de vissage. La patte de fixation comporte également une partie proximale 20p agencée entre la partie distale et la surface d’échange 200 du deuxième échangeur thermique 2.
Selon l’invention, et tel que cela va être décrit en détails ci-après, le troisième échangeur thermique 3 est rendu solidaire du premier échangeur thermique via la patte de fixation 20 du deuxième échangeur thermique 2. Plus particulièrement, le troisième échangeur thermique 3 est fixé sur la patte de fixation 20 au niveau de la partie proximale, de manière à ne pas recouvrir l’orifice 19 ménagé dans la partie distale 20d de la patte de fixation.
La montre plus précisément en perspective un détail du troisième échangeur thermique 3 dans sa région de fixation sur le premier échangeur thermique 1 notamment par l'intermédiaire de la patte de fixation 20 précédemment évoquée. Seul le troisième échangeur thermique est représenté sur la de sorte que la patte de fixation 20 du deuxième échangeur thermique 2 et le premier échangeur thermique, destinés à coopérer avec le troisième échangeur thermique, ne sont pas ici visibles.
Le troisième échangeur thermique 3 comporte, à l'une de ses extrémités transversales, un collecteur 30 configuré pour l'entrée et/ou la sortie du fluide de refroidissement destiné à circuler au sein du troisième échangeur thermique 3 et à échanger des calories avec le flux d’air dans la surface d’échange 300.
Le troisième échangeur thermique comporte, au niveau de ce collecteur 30, un élément de fixation 31 et un élément de mise en position 34, qui s’étendent verticalement l’un au-dessus de l’autre et qui forment chacun une saillie, selon la direction transversale (Oy) et selon la direction longitudinale (Ox) précédemment définies, du collecteur 30. Tel que cela sera décrit plus en détails ci-après, l’élément de mise en position 34 est destiné à coopérer avec un organe complémentaire embarqué sur le premier échangeur thermique 1 tandis que l’élément de fixation est configuré pour coopérer avec la patte de fixation 20 du deuxième échangeur thermique, elle-même solidaire du premier échangeur thermique.
Plus précisément, l’élément de fixation 31 comporte une base 310 sensiblement plane qui s’étend dans le prolongement de la surface d’échange 300 du troisième échangeur thermique 3, dans un plan transversal vertical parallèle au plan (Oyz) du trièdre précédemment défini. Cette base 310 s'étend en saillie transversale à partir du collecteur 30, à l'opposé, selon la direction transversale précitée, de la surface d'échange thermique 300 du troisième échangeur thermique 3. Selon l'exemple plus particulièrement illustré par la , la base 310 de l’élément de fixation 31 est agencée dans une position sensiblement médiane, selon la direction longitudinale (Ox), par rapport au collecteur 30.
L’élément de fixation 31 comporte également une paroi supérieure 311 et une paroi inférieure 312, sensiblement parallèles entre elles et en opposition de part et d’autre de la base 310 par rapport à la direction verticale (Oz). Chacune de ces parois s’étend sensiblement perpendiculairement à la base 310, dans un plan longitudinal transversal parallèle au plan (Oxy) du trièdre précédemment évoqué. Plus précisément, la paroi supérieure 311 et la paroi inférieure 312 s'étendent respectivement à partir d'un bord d’extrémité vertical supérieur et d'un bord d’extrémité vertical inférieur de la base 310. Une dimension, selon la direction transversale (Oy), de la paroi supérieure 311 est égale à une dimension transversale correspondante de la paroi inférieure 312 et de la base 310. De plus, selon l'exemple plus particulièrement illustré par la , les zones de rattachement, respectivement, de la paroi supérieure 311 et de la paroi inférieure 312 à la base 310 comprennent respectivement un bourrelet supérieur 3110 et un bourrelet inférieur 3120 qui s'étendent chacun, selon la direction longitudinale (Ox), à l'opposé respectivement de la paroi supérieure 311 et de la paroi inférieure 312 et forment une nervure de rigidification solidaire du collecteur 30 permettant d’assurer la tenue de l’élément de fixation 31 par rapport à ce collecteur 30.
L’élément de fixation 31 comporte également un flanc latéral supérieur 313 et un flanc latéral inférieur 314 qui s'étendent à partir de la base 310 et à partir, respectivement, de la paroi supérieure 311 et de la paroi inférieure 312. Le flanc latéral supérieur 313 et le flanc latéral inférieur 314 s'étendent chacun sensiblement, aux tolérances de fabrication près, selon un plan longitudinal vertical parallèle au plan (Oxz) du repère précédemment évoqué.
Plus précisément, le flanc latéral supérieur 313 est formé de manière à prolonger perpendiculairement le bord vertical libre 3102 de la base 310 à l’opposé du collecteur 30 et de manière à prolonger perpendiculairement le bord longitudinal libre 3111 de la paroi supérieure 311 à l’opposé du collecteur 30. De manière similaire, le flanc latéral inférieur 314 est formé de manière à prolonger perpendiculairement le bord vertical libre 3102 de la base 310 à l’opposé du collecteur 30 et de manière à prolonger perpendiculairement le bord longitudinal libre 3121 de la paroi inférieure 311 à l’opposé du collecteur 30. De la sorte, les flancs latéraux forment des bords de renvoi rigidifiant la structure de l’élément de fixation et notamment la jonction entre la base et la paroi supérieure ou la paroi inférieure.
Le flanc latéral supérieur 313 et le flanc latéral inférieur 314 s'étendent sensiblement dans le même plan longitudinal et vertical et forment chacun un bord de renvoi tel que la somme de leurs dimensions respectives selon la direction verticale (Oz) est inférieure à une dimension de la base 310 selon cette même direction verticale (Oz). En d'autres termes, le flanc latéral supérieur 313 et le flanc latéral inférieur 314 du capot 31 s'étendent, selon la direction verticale (Oz), dans le prolongement l'un de l'autre tout en ménageant un espace libre entre eux.
La base 310, la paroi supérieure 311, la paroi inférieure 312, le flanc latéral supérieur 313 et le flanc latéral inférieur 314 délimitent ensemble une cavité 315 de l’élément de fixation 31. La cavité 315 est ouverte latéralement par l'espace libre existant, selon la direction verticale (Oz), entre le flanc latéral supérieur 313 et le flanc latéral inférieur 314, et elle est ouverte aux extrémités libres, selon la direction longitudinale (Ox), respectivement de la paroi supérieure 311 et de la paroi inférieure 312.
En référence à la , la cavité 315 est configuré pour loger des moyens de fixation par déformation élastique, comprenant au moins une languette élastique issue de la base et apte à se déformer élastiquement par flexion autour de la jonction entre la base et la languette.
Les moyens de fixation par déformation élastique comportent ici une languette élastique supérieure 32 et une languette élastique inférieure 33. Les languettes élastiques 32, 33 sont identiques, et elles sont disposées en miroir l'une par rapport à l'autre selon un plan longitudinal transversal parallèle au plan (Oxy).
Plus précisément, chaque languette élastique 32, 33 comprend une première partie sensiblement plane et s'étendant sensiblement parallèlement, aux tolérances de fabrication près, à un plan longitudinal transversal défini par les axes (Ox) et (Oy) du trièdre (Oxyz). Chaque première partie d'une languette élastique 32, 33 est rattachée, à l'une de ses extrémités longitudinales, à la base 310 de l’élément de fixation 31. Il convient de noter que seule la première partie 330 de la languette inférieure 33 est clairement visible sur la .
A son extrémité longitudinale opposée, chaque première partie d'une languette élastique 32, 33 est prolongée, à l'extrémité longitudinale de la languette élastique opposée à la base 310, par un doigt 321, 331 formant un crochet. Plus précisément, et tel que cela est notamment visible sur la , chaque doigt prolonge sensiblement perpendiculairement la languette élastique à laquelle il est associé, en direction de l’autre languette élastique, de manière à réduire localement la distance entre les deux languettes élastiques. En d’autres termes, une dimension, mesurée selon la direction verticale (Oz), entre les doigts, ou crochets, 321, 331 est inférieure à une dimension, mesurée selon la direction verticale (Oz), entre les premières parties respectivement de la languette supérieure 32 et de la languette inférieure 33 au niveau de leur jonction avec la base 310.
Dans ce contexte, et tel que cela va être évoqué ci-après, la dimension verticale mesurée entre les premières parties des languettes élastiques est sensiblement égale à la dimension verticale correspondante de la patte de fixation 20 du deuxième échangeur 2.
Chaque crochet 321, 331 comporte une face proximale, tournée vers la base 310, qui s’étend perpendiculairement à la première partie de la languette élastique correspondante, de manière à former une face d’arrêt apte à bloquer la position relative de la languette élastique par rapport à la patte de fixation 20 tel que cela sera décrit ci-après, et une face distale, tournée à l’opposé de la base 310, qui présente une forme de rampe aidant à l’écartement des crochets l’un de l’autre lorsque l’élément de fixation 31 vient à coopérer avec la patte de fixation 20.
L’élément de fixation 31 et les languettes élastiques 32, 33 forment un ensemble monobloc, réalisé d’un seul tenant en un matériau, qui peut être du type polymère, choisi pour ses propriétés mécaniques permettant notamment la déformation élastique des languettes sous un effort défini. Avantageusement, le matériau choisi pour cet ensemble monobloc est le même que celui-ci utilisé pour la réalisation du collecteur 30, ce collecteur, l’élément de fixation et les languettes élastiques pouvant par ailleurs être réalisé d’un seul tenant.
Tel que précédemment évoqué, un élément de guidage 34 est également formé sur le collecteur 30 du troisième échangeur thermique 3, cet élément de guidage présentant la forme d’un doigt de guidage qui s'étend principalement selon la direction longitudinale de l'axe (Ox), dans la même direction notamment que les languettes élastiques 32, 33 de l’élément de fixation.
Afin de pouvoir être portés chacun par le collecteur 30 du troisième échange thermique 3, l’élément de fixation 31 et l’élément de guidage 34 sont disposés verticalement l’un au-dessus de l’autre. Selon l'exemple plus particulièrement illustré par la , le doigt de guidage 34 est agencé, selon la direction verticale (Oz) et en référence aux directions et orientations précédemment définies, au-dessous de l’élément de fixation 31.
Il convient de noter que la fonction de l’élément de guidage est ici de coopérer avec un organe de forme complémentaire solidaire du premier échangeur 1 pour s’assurer de la bonne coopération de l’élément de fixation 31 avec la patte de fixation du deuxième échangeur de chaleur par ailleurs fixée sur le premier échangeur de chaleur. Dans ce contexte, l’élément de guidage pourrait prendre indifféremment une forme creuse ou une forme pleine dès lors que l’organe sur le premier échangeur présente une forme complémentaire. Dans l’exemple illustré, le doigt de guidage 34 présente, en coupe selon un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal, la forme d'un U dont la base est rattachée au collecteur 30 et dont les branches prolongent perpendiculairement la base en étant sensiblement parallèles, aux tolérances de fabrication près, aux premières parties des languettes élastiques 32, 33.
La illustre plus particulièrement la coopération des éléments du troisième échangeur tels qu’ils viennent d’être décrits avec les autres échangeurs, en représentant le module thermique 500 assemblé. On retrouve sur cette figure le premier échangeur thermique 1, le deuxième échangeur thermique 2 et sa patte de fixation 20, ainsi que le troisième échangeur thermique 3, son collecteur 30, l’élément de fixation 31 et l’élément de guidage 34 précédemment décrits.
Comme le montre la , dans le module thermique 500 selon l'invention, la paroi supérieure 311 et la paroi inférieure 312 de l’élément de guidage 31, ainsi que les languettes élastiques 32, 33 et le doigt de guidage 34 s'étendent, selon la direction longitudinale (Ox), en direction du deuxième échangeur 2 et du premier échangeur 1.
Lorsque le module thermique 500 est assemblé, les languettes élastiques 32, 33 du troisième échangeur thermique 3 sont en prise sur la patte de centrage 20 du deuxième échangeur thermique 2, avec les crochets qui ont repris leur position d’origine et qui forment une butée au dégagement longitudinal de la patte de centrage par rapport à l’élément de fixation. Plus particulièrement, la dimension transversale de la base, et la position transversale des languettes élastiques par rapport au collecteur qui en résulte, est plus petite que la dimension transversale de la patte de fixation, de sorte que les languettes élastiques peuvent être en prise sur la patte de fixation lors de l’assemblage du module thermique sur la partie proximale 20p de la patte de fixation 20, à distance de l’orifice 19 destiné au vissage de la patte de fixation sur le plot de vissage du premier échangeur thermique.
Par ailleurs, lorsque le module thermique 500 est assemblé, le doigt de guidage 34 est inséré dans un logement de réception 15 agencé dans le premier échangeur thermique 1. Plus précisément, le logement de réception 15 est délimité par les faces internes d'un fourreau 10 s'étendant en saillie transversale et longitudinale à l'extrémité transversale du premier échangeur thermique 1. Et tel que cela est visible sur la , le fourreau 10 est disposé à l’extrémité transversale du premier échangeur thermique en étant verticalement à l’aplomb du plot de vissage 11 également formé sur le premier échangeur thermique 1 pour coopérer avec la patte de fixation 20 du deuxième échangeur thermique 2.
Le fond du fourreau 10 peut former une butée longitudinale de l’élément de guidage dans le sens de l’insertion de l’élément de guidage dans le fourreau et les faces internes du fourreau forment une butée transversale et une butée verticale à la position du doigt de guidage 34 et donc du troisième échangeur thermique 3 par rapport au premier échangeur thermique, une fois le doigt de guidage dans le fourreau.
La coopération des languettes élastiques avec la patte de fixation bloquant le déplacement longitudinal de l’élément de fixation et donc du troisième échangeur thermique dans le sens opposé à l’insertion de l’élément de guidage dans le fourreau, la position du troisième échangeur est figée dans les trois directions du fait de la combinaison de l’élément de guidage et du fourreau d’une part et de l’élément de fixation et de la patte de fixation d’autre part.
Des moyens de fixation additionnels sont prévus notamment entre le premier échangeur thermique et le deuxième échangeur thermique pour assurer le maintien en position des différents échangeurs thermiques les uns par rapport aux autres.
L'assemblage du module thermique 500 peut s'effectuer de deux manières différentes. Plus particulièrement, dans un premier mode de réalisation de l'assemblage, le troisième échangeur thermique est fixé sur l’ensemble déjà formé par les premier et deuxième échangeurs thermiques, tandis que dans un deuxième mode de réalisation de l’assemblage, les deuxième et troisième échangeurs thermiques sont pré-assemblés avant d’être fixés sur le premier échangeur thermique.
Dans le premier mode de réalisation de l'assemblage, le deuxième échangeur thermique 2 est dans un premier temps fixé sur le premier échangeur thermique 1 au moins par une opération de vissage de la patte de fixation 20 sur un plot de vissage 11 du premier échangeur thermique 1. D’autres fixations additionnelles sont prévues pour fixer en d’autres zones le deuxième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique, et par exemple pour visser une languette de fixation 21 sur un plot de vissage additionnel 22 tel que visible sur la .
Le troisième échangeur thermique 3 est ensuite placé, en référence aux directions et orientations précédemment évoquées, en avant du deuxième échangeur 2 de telle manière que, d’une part, la surface d’échange 200 de ce dernier se trouve entre la surface d’échange 100 du premier échangeur thermique 1 et la surface d’échange 300 du troisième échangeur thermique 3, et que, d’autre part, le doigt de guidage 34 du troisième échangeur thermique 3 se trouve, selon la direction verticale (Oz) et selon la direction transversale (Oy), aligné avec le logement de réception 15 du premier échangeur thermique.
Le troisième échangeur thermique 3 est ensuite déplacé selon un mouvement longitudinal de translation en direction du sous-ensemble formé par le premier échangeur thermique 1 et le deuxième échangeur thermique 2, de telle manière que le doigt de guidage 34 s’engage dans le logement de réception 15. Dans ce mouvement, il résulte des configurations respectives de l’élément de fixation 31 et de la patte de fixation 20 que les languettes élastiques 32, 33 situées à l’intérieur de la cavité 315 de l’élément de fixation 31 se placent de part et d’autre, selon la direction verticale (Oz), de la patte de fixation 20. Plus précisément, dans ce mouvement de translation, les crochets 321, 331, agencés aux extrémités longitudinales des languettes élastiques 32, 33, s’engagent respectivement avec un bord transversal supérieur 201 et avec un bord transversal inférieur 202 de la patte de fixation 20.
Le mouvement de translation longitudinale du troisième échangeur thermique 3 en direction du sous-ensemble formé par le premier échangeur thermique 1 et le deuxième échangeur thermique 2 se poursuivant, il résulte de ce qui précède un verrouillage par encliquetage des crochets 321, 331, des languettes élastiques 32, 33, avec les bords 201, 202, de la patte de fixation 20.
Il est à noter que, dans cette opération de verrouillage, la forme spécifique de l’élément de fixation 31, avec notamment les flancs latéraux 313, 314, les parois supérieures et inférieures 311, 312 ou encore les bourrelets 3110, 3120, permet de rigidifier la base 310 qui supporte les languettes élastiques 32, 33 et donc d’éviter que celles-ci fléchissent et ne remplissent par leur fonction de fixation par encliquetage.
Le plot de vissage 11, la patte de fixation 20 et les languettes élastiques 32, 33 forment ainsi ensemble, avec le doigt de guidage 34 et son logement de réception 15, un ensemble de fixation 350 du troisième échangeur thermique 3 sur le premier échangeur thermique 1.
Dans ce premier mode de réalisation d’assemblage, dans lequel le troisième échangeur thermique 3 est assemblé sur le sous-ensemble formé par le premier échangeur thermique 1 et le deuxième échangeur thermique 2, l’assemblage peut ensuite être complété, par exemple, par vissage du troisième échangeur thermique 3 sur un plot de vissage additionnel du premier échangeur thermique 1 à son extrémité transversale opposée à l’extrémité transversale équipée du collecteur 30.
Dans le deuxième mode de réalisation de l'assemblage, le deuxième échangeur thermique 2 est dans un premier temps pré-assemblé avec le troisième échangeur thermique 3, par encliquetage de l’élément de fixation 31 sur la patte de fixation 20, et ce pré-assemblage peut être réalisé à distance du premier échangeur thermique déjà fixé sur la structure du véhicule. C’est ensuite, dans un second temps, cet ensemble constitué par les deuxième et troisième échangeurs thermiques, qui est monté sur le premier échangeur thermique 1, avec le positionnement de l’élément de guidage du troisième échangeur thermique 3 dans le fourreau du premier échange thermique 1 qui positionne la patte de guidage du deuxième échangeur thermique en regard du plot de vissage 11 du premier échangeur thermique. Là encore, d’autres fixations additionnelles sont prévues pour fixer en d’autres zones le deuxième échangeur thermique sur le premier échangeur thermique, et par exemple pour visser une languette de fixation 21 sur un plot de vissage additionnel 22 tel que visible sur la . Ce deuxième mode de réalisation permet de faciliter les opérations de montage si nécessaire du point de vue logistique.
L’invention, telle qu’elle vient d’être décrite, permet donc la réalisation d’un module thermique 500 dont l’assemblage est plus simple que celui des modules thermiques existant sur le marché, d’une part par l’utilisation de la patte de fixation 20 à la fois comme moyen de fixation du deuxième échangeur thermique 2 sur le premier échangeur thermique 1 et comme moyen de fixation du troisième échangeur thermique 3 sur le deuxième échangeur thermique 2, et, d’autre part, par la mise en œuvre d’un verrouillage par encliquetage de languettes élastiques 32, 33 sur la patte de fixation 20 précitée. Il résulte également de la réduction du nombre d’éléments de fixation des échangeurs thermiques 1, 2, 3 entre eux une réduction des contrôles qualité à réaliser après assemblage de ces échangeurs pour former le module thermique 500 selon l’invention.
De plus, l’ensemble de fixation 350 précédemment défini, composé du plot de vissage 11, de la patte de fixation 20, des languettes élastiques 32, 33, du doigt de guidage 34 et de son logement de réception 15, agencé à une seule extrémité transversale du troisième échangeur thermique 3, réalise une forme de détrompage dans l’assemblage des échangeurs thermiques 1, 2, 3 pour former le module thermique 500, réduisant le risque d’interversion d’un ou plusieurs de ces échangeurs thermiques lors de l’assemblage du module thermique 500. Ceci permet également de réduire le nombre d’opérations de contrôle après assemblage du module thermique 500.
L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés, et elle s'applique également à tous moyens ou configurations équivalents et à toute combinaison de tels moyens. Ainsi, les formes et dimensions spécifiques, ainsi que les emplacements, notamment, de la patte de fixation 20, de l’élément de fixation 31 et des languettes élastiques 32, 33 qu’il comporte, ainsi que du doigt de guidage 34 et du logement de réception 15 peuvent être différents de ceux décrits dans le cadre du présent document sans que cela nuise à l’invention, dans la mesure où ils ne remettent pas en cause les fonctions et caractéristiques décrites dans le présent document.

Claims (10)

  1. Module thermique (500) pour véhicule automobile, comportant un premier échangeur thermique (1), un deuxième échangeur thermique (2) et un troisième échangeur thermique (3) empilés selon une direction d'empilement (Ox) selon laquelle le deuxième échangeur thermique (3) est placé entre le premier échangeur thermique (1) et le troisième échangeur thermique (3), chaque échangeur thermique (1, 2, 3) comprenant deux collecteurs et une surface d’échange de chaleur (100, 200, 300) s’étendant transversalement entre ces deux collecteurs, caractérisé en ce que le deuxième échangeur thermique (2) et le troisième échangeur thermique (3) sont fixés sur le premier échangeur thermique (1), une patte de fixation (20) du deuxième échangeur thermique (2) sur le premier échangeur thermique (1) appartenant à un ensemble de fixation (350) du troisième échangeur thermique (3) sur le premier échangeur thermique (1).
  2. Module thermique (500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'ensemble de fixation (350) du troisième échangeur thermique (3) sur le premier échangeur thermique (1) comporte des moyens élastiques (32, 33, 321, 331) agencés à une extrémité transversale du troisième échangeur thermique (3) et configurés pour coopérer par encliquetage avec la patte de fixation (20) du deuxième échangeur thermique (2) sur le premier échangeur thermique (1).
  3. Module thermique (500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens élastiques (32, 33, 321, 331) comprennent au moins une languette élastique (32, 33) s'étendant selon la direction (Ox) d'empilement des échangeurs thermiques (1, 2, 3), la languette élastique (32, 33) étant configurée pour coopérer par encliquetage avec un bord (201, 202) de la patte de fixation (20) du deuxième échangeur thermique (2) sur le premier échangeur thermique (1).
  4. Module thermique (500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'au moins une languette élastique (32, 33) est agencée dans une cavité (315) délimitée par un élément de fixation (31) s'étendant transversalement en saillie d'un collecteur (30) du troisième échangeur thermique (3).
  5. Module thermique (500) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble de fixation (350) du troisième échangeur thermique (3) sur le premier échangeur thermique (1) comprend des moyens de guidage (34, 15) pour l'engagement des moyens élastiques (32, 33, 321, 331) avec la patte de fixation (20) du deuxième échangeur thermique (2) sur le premier échangeur thermique (1).
  6. Module thermique (500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de guidage (34, 15) comprennent, d'une part, un doigt de guidage (34) agencé à une extrémité transversale du troisième échangeur thermique (3) et s’étendant selon une direction sensiblement parallèle à la direction d'empilement (Ox), et, d'autre part, un logement (15) de réception du doigt de guidage agencé à une extrémité transversale du premier échangeur thermique (1).
  7. Module thermique (500) selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que les moyens élastiques (32, 33, 321, 331) et le doigt de guidage (34) sont agencés à la même extrémité transversale du troisième échangeur thermique (3).
  8. Module thermique (500) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'à son extrémité transversale opposée à l'extrémité transversale à laquelle sont agencés les moyens élastiques (32, 33, 321, 331) et le doigt de guidage (34), le troisième échangeur thermique (3) est fixé au premier échangeur thermique (1) par vissage sur un organe de fixation porté par le premier échangeur thermique (1).
  9. Module thermique (500) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le deuxième échangeur thermique (2) est du type d'un condenseur, le premier échangeur thermique (1) et le troisième échangeur thermique (3) étant du type d'un radiateur, les échangeurs thermiques (1, 2, 3) étant destinés à être traversés successivement par un même flux d’air le long de la direction d’empilement (Ox).
  10. Procédé de montage d’un module thermique (500) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend une première étape au cours de laquelle on fixe le deuxième échangeur thermique (2) sur le premier échangeur thermique (1), avec au moins une étape de vissage de la patte de fixation (20) du deuxième échangeur thermique (2) sur le premier échangeur thermique (1), et une deuxième étape au cours de laquelle on fixe le troisième échangeur thermique (3) sur le premier échangeur thermique (1), avec au moins une opération d’encliquetage du troisième échangeur thermique (3) sur la patte de fixation (20) du deuxième échangeur thermique (2) et une opération de vissage du troisième échangeur thermique (3) sur le premier échangeur thermique (1).
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