WO2004005830A2 - Dispositif de support d'echangeurs de chaleur et module d'echange de chaleur associe - Google Patents

Dispositif de support d'echangeurs de chaleur et module d'echange de chaleur associe Download PDF

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WO2004005830A2
WO2004005830A2 PCT/FR2003/002095 FR0302095W WO2004005830A2 WO 2004005830 A2 WO2004005830 A2 WO 2004005830A2 FR 0302095 W FR0302095 W FR 0302095W WO 2004005830 A2 WO2004005830 A2 WO 2004005830A2
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frame
components
heat exchange
fixing
component
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WO2004005830A3 (fr
WO2004005830A8 (fr
Inventor
Antoine Levasseur
Carlos Martins Carrasco
Sébastien BRISSON
Original Assignee
Valeo Thermique Moteur
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Publication date
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Publication of WO2004005830A3 publication Critical patent/WO2004005830A3/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0435—Combination of units extending one behind the other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/08—Fastening; Joining by clamping or clipping
    • F28F2275/085—Fastening; Joining by clamping or clipping with snap connection

Definitions

  • the invention relates to heat exchangers, in particular for motor vehicles.
  • Motor vehicles are equipped with several heat exchangers.
  • they include at least one heat exchanger for cooling the engine of the motor vehicle.
  • They also frequently include several other additional exchangers such as a condenser forming part of the vehicle interior air conditioning circuit or a charge air cooler. These exchangers are frequently assembled to form a set of several exchangers called a heat exchange module.
  • the vehicle engine cooling radiator is mounted on the vehicle chassis, generally by means of flexible fasteners, such as rubber blocks allowing vibration damping.
  • the other components of the heat exchange module, such as the condenser or the charge air cooler are themselves mounted on the engine cooling radiator.
  • the fixings of the cooling radiator on the chassis of the vehicle support the entire weight of the heat exchange module.
  • the stresses on these fasteners are therefore high, which introduces a risk of rupture of these fasteners or fasteners.
  • each of the components of the heat exchange module must include fixing means such as lugs making it possible to fix it on the cooling radiator, which increases its manufacturing cost.
  • the air conditioning system condenser and the motor-fan unit are attached to either side of the radiator. cooling, which complicates the assembly of the heat exchange module because it is necessary to access both sides of the radiator.
  • No air tightness is provided between the different exchangers of the module, so that a fraction of the air can escape through the space between the exchangers, which reduces the efficiency of the exchangers.
  • the charge air cooler is usually mounted separately. It is not part of the heat exchange module.
  • the subject of the present invention is a device for supporting heat exchangers which overcomes these drawbacks. It also relates to a heat exchange module comprising such a support device.
  • the support device is constituted by a frame comprising faces provided with fixing means for fixing at least a first and a second heat exchange component, each component being fixed directly to the frame, independently of the others. components, the frame further comprising fasteners for mounting it on a motor vehicle chassis by means of flexible vibration damping means.
  • heat exchange components is meant the exchangers themselves, such as the engine cooling radiator or a condenser of an air conditioning circuit, but also other equipment such as the motor-fan unit and its nozzle. air duct, etc.
  • the assembly and fixing of the heat exchange components on the frame are simplified.
  • the means for fixing the heat exchange components only exist on the frame itself.
  • the components themselves, for example the exchangers do not include fixing means, in particular when they are not made of plastic.
  • their design and implementation are simplified.
  • Each exchanger, and more generally each heat exchange component is mounted directly on the frame in its own fixing means. Consequently, the vibration damping means of the frame serve for all of the heat exchange components of the heat exchange module. There is no need to provide separate vibration damping means for each heat exchange component.
  • the invention makes it possible to develop a range of standard heat exchange components.
  • Each component can be used for different vehicles with a specific frame, for each vehicle.
  • the frame can accept different references of each component, such as different sizes or thicknesses of radiators, which makes it possible to have a single frame for a vehicle platform equipped with several motorizations.
  • the heat exchange module can be dismantled easily to allow recycling at the end of the vehicle's life.
  • the frame ensures the overall rigidity of the heat exchange module.
  • each heat exchange component is maintained independently in three orthogonal directions X, Y, Z.
  • the frame constitutes a shroud for the heat exchange components. Air tightness is ensured between the perimeter of each - component and the frame, and the frame channels air into the components.
  • the frame is designed in such a way that the components are mounted one behind the other by the same side of the frame.
  • This feature eliminates the need to turn the frame over to mount the various components. As a result, assembly is faster and simpler.
  • the profile of the lateral faces of the frames is such that they can be nested one inside the other.
  • certain fixing means are constituted by clips.
  • the fixing clips have an S shape allowing non-linear deformation.
  • certain fastening means are constituted by flexible forms.
  • the fixing means can be constituted by lugs.
  • the pins are fixed. They are provided for example on one of the edges of the frame, the opposite edge comprising flexible fixing means such as clips.
  • the invention relates to a heat exchange module comprising a support device according to the invention in which are mounted heat exchange components.
  • These components can be in particular, an engine cooling radiator, an air conditioning circuit condenser, a charge air cooler, etc.
  • the components do not in themselves comprise any fixing means, which simplifies their production, as was observed above.
  • the heat exchange module comprises at least a first and a second heat exchange component, the second component blocking the first in the frame.
  • the condenser For example, if the first component is a condenser and the second component is the engine cooling radiator, it is impossible for the condenser to leave its housing when the radiator is in place.
  • the heat exchange module can have a “mosaic” type architecture, or a surface type architecture.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a heat exchange module comprising a support frame according to the present invention
  • FIG. 2 is a front perspective view of the frame of the heat exchange module of Figure 1;
  • - Figure 3 is a sectional view of the heat exchange module ' shown in Figure 1;
  • FIG. 4 is a partial perspective view of the heat exchange module shown in Figures 1 and 3;
  • FIG. 5 is a rear perspective view of the completely assembled heat exchange module
  • FIG. 11 is an exploded perspective view of a variant of a heat exchange module according to the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective view of three frames according to the invention fitted into one another.
  • FIG. 1 shows an exploded perspective view of a heat exchange module comprising a support frame
  • Frame 2 rectangular in shape, has two long sides and two short sides.
  • the large upper side has a horizontal side face
  • the large lower side has a horizontal side face 6.
  • the short sides have vertical side faces, 8 and 10 respectively.
  • the long sides also have front faces, 12 and 14 respectively, while the short sides have front faces 16 and 18 respectively.
  • the large upper side of the frame has an inclined face 19 disposed between the horizontal side face
  • the horizontal face 10 comprises stiffening ribs 20.
  • the frame is divided into two parts by a vertical upright 22 which delimits a large opening 24 and a small opening 26.
  • the frame further comprises fixing means which make it possible to fix it on the chassis of a motor vehicle.
  • these means consist of two fixing pins 28 arranged at the bottom of the frame on either side of it and by two fixing lugs 30 arranged at the top of the frame and comprising cutouts 32 allowing the passage of a fixing means such as an axis or a bolt, which can be associated with a flexible vibration damping means (not shown).
  • the frame 2 comprises means for receiving and fixing various components forming part of the heat exchange module.
  • the components firstly comprise a condenser 34 forming part of an air conditioning circuit of a motor vehicle, an engine cooling radiator 36 having two manifolds 37, a motor-fan unit 38 making it possible to force the circulation of air through the condenser 34 and the radiator 36.
  • the components include a charge air radiator 40, intended to cool the air admitted into the combustion chambers of the engine.
  • the heat exchange module could include other components or additional components.
  • the heat exchange module comprises an architecture of the "mosaic" type.
  • the left part of the frame 2 (according to FIG. 1) corresponding to the large opening 24, is assigned to the housing of the condenser 34 of the exchanger 36 and of the motor-fan unit 38, while the right part of the frame corresponds to the small opening 26 is assigned to the housing and to the fixing of the charge air cooler 40.
  • the components are introduced into the frame 2 by the same side, the rear face of the latter in the example shown.
  • the condenser 34 is first introduced and fixed, then the radiator 36 and the motor-fan unit 38.
  • the charge air radiator 40 is then fixed. Since the heat exchange module includes a architecture of the mosaic type, one could reverse the order of assembly. In other words, one could first fix the charge air radiator 40, then the condenser 34, the exchanger 36 and the motor-fan unit 38.
  • Each of the components 34, 36, 38 and 40 has its own fixing means such that each element is fixed directly to the frame 2, independently of the other components. Since flexible vibration damping means (not shown) are provided between the chassis of the motor vehicle and the means 28, 30 for fixing the frame 2 to the chassis of the motor vehicle, it is not necessary to provide vibration damping means between the various components 34, 36, 38 and 40 and the frame 2. The production of the components and their mounting in the frame are thus simplified and the cost of the heat exchange module is lowered.
  • the front face 14 is provided with lugs 42 (FIG. 6) which make it possible to maintain the lower part of the condenser 34 in a direction X (FIG. 1) perpendicular to the plane of the frame 2.
  • the upper front face 12 comprises fixing means constituted by clips 44. These clips have non-linear stiffness characteristics. They easily deform to allow the introduction of the upper edge of the condenser 34, but beyond this elastic deformation, their rigidity increases greatly. This characteristic is obtained by the specific S shape of the clips 44 (see FIGS. 7 and 9).
  • the clip 44 has a tongue 46 for blocking the condenser 34 after the exchanger 36 has been put in place, as will be explained later.
  • the front face 14 has, at each end of the large opening 24, lugs 48 which limit the horizontal movement of the condenser 34 in a direction Y parallel to the long side of the frame 2. It can thus be seen that the condenser 34 is independently maintained in three directions orthogonal X, Y, Z, which facilitates the control of the stresses exerted on this component and allows greater manufacturing tolerances.
  • the means for fixing the cooling radiator 36 include two clips 50 provided on the large lower horizontal side of the frame on either side of the large opening 14. At the upper part of the frame 2, there are two clips 52 having a shape of S similar to that of the clips 44 for fixing the condenser 34, so as to have a non-linear stiffness characteristic, as explained above.
  • the lower edge of the cooling radiator 36 is held by two lugs 54 (FIG. 6) as well as by the rim 56 of the clip 50. At its upper part, it is held in the direction X by pressing on the horizontal front face 12 and by the flange 58 of the clip 52.
  • the cooling radiator 36 is held by flexible forms (not shown) located at each end of the opening 24.
  • the cooling radiator 36 In the vertical direction Z, the cooling radiator 36 is held by two flexible forms 60 which compensate for manufacturing tolerances. At its lower part, the radiator 36 simply rests on the horizontal lower opening of the large opening 24. It can thus be seen that the shapes of the radiator are very simple, in particular the shapes of the boxes 37. This allows natural demolding of the plastic in which these boxes can be made and reduces the manufacturing cost of the radiator 36.
  • the radiator 36 blocks the condenser 34 when it has been inserted and fixed in the frame.
  • the manifold 37 of the radiator 36 comes to bear on the tongue 46 (FIG. 7) of the clip 44 which blocks the movement of this clip and prevents the condenser 34 from being disengaged.
  • Radiators of different dimensions can take place in frame 2. For example, in the example shown, one can mount three sizes of radiator 36, namely two different lengths and two different thicknesses, the height of the radiator remaining identical.
  • the motor-fan unit 38 comprises a nozzle 62 which surrounds a propeller 64 driven in rotation by an electric motor 66 located in the center of the propeller 64.
  • the nozzle 62 also constitutes a support by which the motor-fan group is mounted on the frame 2.
  • the nozzle 62 has two upper legs 68 and two lower legs 70.
  • the lower legs 70 are introduced into holes 72 of suitable shapes made in the horizontal lateral face 6 of the frame 2.
  • the legs 70 allow thus maintaining the motor-fan unit in the X and Y directions.
  • the upper tabs 68 are fixed to fasteners 74 provided at the upper part of the large opening 24 (see FIGS. 1 and 10).
  • the motor-fan unit is thus fixed in the three directions X, Y and Z.
  • the latter has symmetrical fixings which make it possible to fix the motor-fan unit in two different ways by one. rotation .de, .180 'around the axis of the fan.
  • the upper legs 68 take the place of the lower legs 70 and vice versa.
  • the charge air radiator 40 is fixed identically to the motor-fan unit 38. In fact, it comprises at its lower part a fixing pin 78 which is received in a corresponding hole 80 formed in the frame 2 and at its upper part a fixing tab 82 which is fixed on a fastener 84 provided on the large horizontal upper side of the frame 2. The charge air radiator is thus held in the three directions X, Y and Z.
  • the frames 2 can be nested one inside the other, which makes it possible to significantly reduce the size of a stack of frames. This allows more frames to be housed in a transport container and therefore reduces the cost of this transport.
  • the small vertical lateral faces 8 and 10 of the frame 2 include cutouts 88 in which the fixing lugs 30 of another frame can be received. Note also the presence of cutouts 90 on either side of the large upper horizontal sides of the frame which allow the interlocking of the frames into one another.
  • FIG. 11 shows an alternative embodiment of the heat exchange module which has just been described with reference to FIGS. 1 to 10.
  • This heat exchange module is characterized by its surface architecture while the heat exchange module of Figures 1 to 10 has a mosaic-type architecture.
  • the charge air radiator 40 has a thickness which corresponds substantially to the thickness of the heat exchange module, and it is arranged laterally with respect to the condenser and the. engine cooling radiator.
  • the condenser 134, the cooling radiator 136 and the charge air cooler 140 extend over the entire surface of the frame 2.
  • the frame 2 is identical.
  • the motor-fan unit 138 extends over the entire surface of the frame.
  • the . condenser 134 is introduced first, as before.
  • the charge air radiator 140 and then the engine cooling radiator 136 is thus placed in front of the cooling radiator 136.
  • the means and the principles for fixing each of these components are identical to those which have been described for the first embodiment, by changing what must be changed, in particular as regards the location of these fixing means.
  • the large opening 24, and the small opening 26 no longer have a function. However, they are kept in order to standardize the manufacture of the frame 2. It will furthermore be noted, as mentioned previously, that the fan motor unit has been rotated 180 "around the axis of the propeller 64.

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Abstract

Le dispositif de support d'échangeurs de chaleur (34, 36, 40) est constitué par un cadre (2) comportant des faces horizontales (4, 6) et verticales (8, 10) munies de moyens de fixation (42, 50, 72, 74, 80) pour fixer des composants d'échange de chaleur tels qu'un condenseur (34), un radiateur de refroidissement de moteur (36), un groupe moto-ventilateur (38) et un radiateur d'air de suralimentation (40). Chaque composant est fixé directement sur le cadre (2) indépendamment des autres composants. Le cadre comporte en outre des attaches (28, 30) permettant de le monteur sur un châssis de véhicule automobile par l'intermédiaire de moyens flexibles d'amortissement des vibrations.

Description

Dispositif de support d' échangeurs de chaleur et module d'échange de chaleur associé '
L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur, notamment pour véhicules automobiles.
Les véhicules automobiles sont équipés de plusieurs échangeurs de chaleur. En particulier, ils comprennent au moins un échangeur de refroidissement du moteur thermique du véhicule automobile. Ils comprennent en outre fréquemment plusieurs autres échangeurs supplémentaires tels qu'un- condenseur faisant partie du circuit de climatisation de l'habitacle du véhicule ou un refroidisseur de l'air de suralimentation. Ces échangeurs sont fréquemment assemblés pour constituer un ensemble de plusieurs échangeurs appelé module d'échange de chaleur.
Selon l'art antérieur actuellement connu, le radiateur de refroidissement du moteur du véhicule est monté sur le châssis du véhicule, généralement par l'intermédiaire de fixations souples, telles que des blocs en caoutchouc permettant un amortissement des vibrations. Les autres composants du' module d'échange de chaleur, comme le condenseur ou le refroidisseur d'air de suralimentation sont eux-mêmes montés sur le radiateur de refroidissement du moteur.
Cette solution connue présente un certain nombre d ' inconvénients .
Tout d'abord, les fixations du radiateur de refroidissement sur le châssis du véhicule supportent la totalité du poids du module d'échange de chaleur. Les contraintes sur ces fixations sont donc élevées, ce qui introduit un risque de rupture de ces fixations ou des attaches. .Chacun des composants du module d'échange de chaleur doit comporter des moyens de fixation tels que des pattes permettant de le fixer sur le radiateur de refroidissement, ce qui augmente son coût de fabrication. Par ailleurs, le condenseur du circuit de climatisation et le groupe moto-ventilateur sont fixés de part et d'autre du radiateur de refroidissement, ce qui complique le montage du module d'échange de chaleur parce qu'il est nécessaire d'accéder aux deux faces du radiateur. Aucune étanchéité à l'air n'est prévue entré les différents échangeurs du module, de telle sorte qu'une fraction de l'air peut s'échapper par l'espace compris entre les échangeurs, ce qui diminue le rendement des échangeurs. Enfin, le radiateur d'air de suralimentation est généralement monté séparément. Il ne fait pas partie du- module d'échange de chaleur.
La présente invention a pour objet un dispositif de support d' échangeurs de chaleur qui remédie à ces inconvénients. Elle a également pour objet un module d'échange de chaleur comportant un tel dispositif de support.
Selon l'invention, le dispositif de support est constitué par un cadre comportant des faces munies de moyens de fixation pour fixer au moins un premier et un second composant d'échange de chaleur, chaque composant étant fixé directement sur le cadre, indépendamment des autres composants, le cadre comportant en outre des attaches permettant de le monter sur un châssis de véhicule automobile par l'intermédiaire de moyens flexibles d'amortissement des vibrations.
Par "composants d'échange de chaleur", on entend les échangeurs eux-mêmes, comme le radiateur de refroidissement du moteur ou un condenseur d'un circuit de climatisation, mais également d'autres équipements tels que le groupe moto-ventilateur et sa buse de. canalisation d'air, etc.
Grâce à ces caractéristiques, le montage et la fixation des composants d'échange de chaleur sur le cadre sont simplifiés. En effet, les moyens de fixation des composants d'échange de chaleur n'existent que sur le cadre lui-même. Les composants eux-mêmes, par exemple les échangeurs, ne comportent pas de moyens de fixation, en particulier lorsqu'ils ne sont pas réalisés en matière plastique. Par suite, leur conception et leur réalisation sont simplifiées. Chaque échangeur, et plus généralement chaque composant d'échange de chaleur, est monté directement star le cadre dans les moyens de fixation qui lui sont propres. En conséquence, les moyens d'amortissement des vibrations du cadre servent pour l'ensemble des composants d'échange de chaleur du module d'échange de chaleur. Il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens d'amortissement des vibrations séparés pour chaque composant d'échange de chaleur.
L'invention permet de développer une gamme de composants d'échange de chaleur standards. Chaque composant peut être utilisé pour différents véhicules avec un cadre spécifique, pour chaque véhicule. Le cadre peut accepter différentes références de chaque composant, comme par exemple des tailles ou des épaisseurs différentes de radiateurs, ce qui permet d'avoir un cadre unique pour une plate-forme véhicule équipée de plusieurs motorisations.
Etant donné que les composants sont fixés indépendamment l'un de l'autre sur le cadre par des attaches propres, le module d'échange de chaleur peut être démantelé aisément pour permettre son recyclage en fin de vie du véhicule.
Enfin, le cadre assure la rigidité globale du module d'échange de chaleur.
De préférence, chaque composant d'échange de chaleur est maintenu indépendamment selon trois directions orthogonales X, Y, Z.
Cette disposition permet un meilleur contrôle du maintien des composants et des contraintes qui sont exercées sur eux. Cela permet de réduire le risque d'une rupture d'un composant au cours de sa durée d'utilisation. Cela permet également de compenser les tolérances de fabrication selon chacune des trois directions orthogonales X, Y, Z. Avantageusement, le cadre constitue un carénage des composants d'échange de chaleur. Une étanchéité à l'air est assurée entre le pourtour de chaque - composant et le cadre, et le cadre assure la canalisation de l'air dans les composants.
Avantageusement, le cadre est conçu de manière telle que les composants sont montés les uns derrière les autres par un même côté du cadre.
Cette caractéristique évite d'avoir à retourner le cadre pour monter les différents composants. En conséquence, le montage est plus rapide et plus simple.
Avantageusement, le profil des faces latérales des cadres est tel qu'ils peuvent être emboîtés les uns dans les autres.
Ainsi, la hauteur d'une pile de cadres est diminuée, ce qui augmente la quantité de pièces par containers et réduit le coût du transport.
Selon une réalisation particulière, certains moyens de fixation sont constitués par des clips.
Avantageusement, les clips de fixation ont une forme en S autorisant une déformation non linéaire.
Ainsi, _apr.es un degré de déformation permettant la fixation du composant, la force nécessaire pour déformer la fixation augmente de manière importante de telle sorte que sa déformation plastique et sa rupture sont évitées.
Selon une autre réalisation, certains moyens de fixation sont constitués par des formes flexibles.
Ces formes flexibles permettent d'accommoder des tolérances de fabrication des composants.
Selon encore une autre réalisation, les moyens de fixation peuvent être constitués par des ergots. Les ergots sont fixes. Ils sont prévus par exemple sur l'un des bords du cadre, le bord opposé comportant des moyens de fixation flexibles tels que des clips.
Par ailleurs, l'invention concerne un module d'échange de chaleur comprenant un dispositif de support selon l'invention dans lequel sont montés des composants d'échange de chaleur. Ces composants peuvent être notamment, un radiateur de refroidissement du moteur, un condenseur de circuit de climatisation, un refroidisseur d'air de suralimentation, etc.
Avantageusement, les composants ne comportent par eux-mêmes aucun moyen de fixation, ce qui simplifie leur réalisation, comme on l'a fait observer plus haut.
Dans une réalisation préférée, le module d'échange de chaleur comporte au moins un premier et un second composant d'échange de chaleur, le second composant bloquant le premier dans le cadre.
Par exemple, si le premier composant est un condenseur et le second le radiateur de refroidissement du moteur, il est impossible que le condenseur quitte son logement lorsque le radiateur est en place.
Le module d'échange de chaleur peut avoir une architecture de type "mosaïque", ou une architecture de type surfacique.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'exemples de réalisations donnés à titre illustratif en référence aux figures annexées . Sur ces figures :
- la figure 1 est une vue éclatée en perspective d'un module d'échange de chaleur comportant un cadre de support conforme à la présente invention ;
- la figure 2 est une vue de face en perspective du cadre du module d'échange de chaleur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en coupe du module d'échange de chaleur ' représenté sur la figure 1 ;
- la figure 4 est une vue partielle en perspective du module d'échange de chaleur représenté sur les figures 1 et 3 ;
- la figure 5 est une vue arrière en perspective du module d'échange de chaleur complètement assemblé ;
- les figures 6 à 10 représentent des vues de détail de moyens particuliers de fixation des composants sur le cadre de support
- la figure 11 est une vue éclatée en perspective d'une variante d'un module d'échange de chaleur conforme à la présente invention ;
- la figure 12 est une vue en perspective de trois cadres conformes à l'invention emboîtés l'un dans l'autre.
On a représenté sur la figure 1 une vue éclatée en perspective d'un module d'échange de chaleur comportant un cadre de support
2 conforme à la présente invention et, sur la figure 2, une vue de face en perspective de ce cadre. Le cadre 2, de forme rectangulaire, comprend deux grands côtés et deux petits côtés.
Le grand côté supérieur comporte une face latérale horizontale
4 et le grand côté inférieur comporte une face latérale horizontale 6. Les petits côtés comportent des faces latérales verticales, 8 et 10 respectivement. Les grands côtés comportent en outre des faces frontales, 12 et 14 respectivement, tandis que les petits côtés comportent des faces frontales 16 et 18 respectivement. Enfin, le grand côté supérieur du cadre comporte une face inclinée 19 disposée entre la face latérale horizontale
4 et la face frontale 12. Comme on peut le voir plus particuliè- rement sur la figure 3, qui représente le cadre 2 en coupe, la face horizontale 10 comporte des nervures de rigidification 20.
Le cadre est divisé en deux parties par un montant vertical 22 qui délimite une grande ouverture 24 et une petite ouverture 26. Le cadre comporte en outre des moyens de fixation qui permettent de le fixer sur le châssis, d'un véhicule automobile. Dans l'exemple représenté, ces moyens sont constitués par deux pions de fixation 28 disposés à la partie inférieure du cadre de part et d'autre de celui-ci et par deux pattes de fixation 30 disposées à la partie supérieure du cadre et comportant des découpes 32 permettant le passage d'un moyen de fixation tel qu'un axe ou un boulon, auquel peut être associé un moyen flexible d'amortissement des vibrations (non représenté).
Le cadre 2 comporte des moyens pour recevoir et fixer divers composants faisant partie du module d'échange de chaleur. Dans l'exemple représenté, les composants comprennent tout d'abord un condenseur 34 faisant partie d'un circuit de climatisation de véhicule automobile, un radiateur de refroidissement du moteur 36 ayant deux boîtes collectrices 37, un groupe moto- ventilateur 38 permettant de forcer la circulation de l'air à travers le condenseur 34 et le radiateur 36. Enfin, les composants comprennent un radiateur d'air de suralimentation 40, destiné à refroidir l'air admis dans les chambres de combustion du moteur. Bien entendu, ces exemples de composants ne sont pas limitatifs et le module d'échange de chaleur pourrait comporter d'autres composants ou des composants supplémentaires.
Dans l'exemple représenté, le module d'échange de chaleur comporte une architecture de type "mosaïque". La partie gauche du cadre 2 (selon la figure 1) correspondant à la grande ouverture 24, est affectée au logement du condenseur 34 de l'échangeur 36 et du groupe moto-ventilateur 38, tandis que la partie droite du cadre correspondant à la petite ouverture 26 est affectée au logement et à la fixation du refroidisseur d'air de suralimentation 40.
Conformément à l'invention, les composants sont introduits dans le cadre 2 par un même côté, la face arrière de ce dernier dans l'exemple représenté. On introduit et on fixe tout d'abord le - condenseur 34, puis le radiateur 36 et le groupe moto-ventilateur 38. On fixe ensuite le radiateur d'air de suralimentation 40. Etant donné que le module d'échange de chaleur comporte une architecture de type mosaïque, on pourrait inverser l'ordre de montage. En d'autres termes, on pourrait fixer d'abord le radiateur d'air de suralimentation 40, puis le condenseur 34, l'échangeur 36 et le groupe moto-ventilateur 38.
Chacun des composants 34, 36, 38 et 40 comporte des moyens de fixation qui lui sont propres de telle sorte que chaque élément est fixé directement sur le cadre 2, indépendamment des autres composants. Etant donné que des moyens flexibles d'amortissement des vibrations (non représentés) sont prévus entre le châssis du véhicule automobile et les moyens 28, 30 de fixation du cadre 2 sur le châssis du véhicule automobile, il n'est pas nécessaire de prévoir de moyens d'amortissements des vibrations entre les différents composants 34, 36, 38 et 40 et le cadre 2. La réalisation des composants et leur montage dans le cadre sont ainsi simplifiés et le coût du module d'échange de chaleur est abaissé.
On décrira maintenant des moyens de fixation propres à chacun des composants du module d'échange de chaleur. La face frontale 14 est munie d'ergots 42 (figure 6) qui permettent de maintenir la partie inférieure du condenseur 34 selon une direction X (figure 1) perpendiculaire au plan du cadre 2. La face frontale supérieure 12 comporte des moyens de fixation constitués par des clips 44. Ces clips présentent des caractéristiques de rigidité non linéaire. Ils se déforment aisément pour permettre l'introduction du bord supérieur du condenseur 34, mais au-delà de cette déformation élastique, leur rigidité augmente fortement. Cette caractéristique est obtenue par la forme spécifique en S des clips 44 (voir figures 7 et 9). En outre, le clip 44 comporte une languette 46 permettant de bloquer le condenseur 34 après la mise en place de l'échangeur 36, comme on l'expliquera ultérieurement.
Par ailleurs, la face frontale 14 possède, à chacune des extrémités de la grande ouverture 24, des ergots 48 qui limitent le déplacement horizontal du condenseur 34 selon une direction Y parallèle au grand côté du cadre 2. On constate ainsi que le condenseur 34 est maintenu indépendamment selon trois directions orthogonales X, Y, Z, ce qui facilite le contrôle des contraintes exercées sur ce composant et autorise de plus grandes tolérances de fabrication.
Les moyens de fixation du radiateur de refroidissement 36 comprennent deux clips 50 prévus sur le grand côté horizontal inférieur du cadre de part et d'autre de la grande ouverture 14. A la partie supérieure du cadre 2, on trouve deux clips 52 présentant une forme de S similaire à celle des clips 44 de fixation du condenseur 34, de manière à présenter une caractéristique de rigidité non linéaire, comme expliqué précédemment.
Selon la direction X, perpendiculairement au plan du cadre, le bord inférieur du radiateur de refroidissement 36 est maintenu par deux ergots 54 (figure 6) ainsi que par le rebord 56 du clip 50. A sa partie supérieure, il est maintenu selon la direction X par un appui sur la face frontale horizontale 12 et par le rebord 58 du clip 52.
Selon la direction Y, le radiateur de refroidissement 36 est maintenu par des formes flexibles (non représentées) situées à chacune des extrémités de l'ouverture 24.
Selon la direction verticale Z, le radiateur de refroidissement 36 est maintenu par deux formes flexibles 60 qui compensent les tolérances de fabrication. A sa partie inférieure, le radiateur 36 repose simplement sur l'ouverture inférieure horizontale de la grande ouverture 24. On constate ainsi que les formes du radiateur sont très simples, en particulier les formes des boîtes 37. Ceci permet un démoulage naturel du plastique dans lequel ces boîtes peuvent être réalisées et réduit le coût de fabrication du radiateur 36.
Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 3, le radiateur 36 bloque le condenseur 34 lorsqu'il a été introduit et fixé dans le cadre. En effet, la boîte collectrice 37 du radiateur 36 vient prendre appui sur la languette 46 (figure 7) du clip 44 ce qui bloque le déplacement de ce clip et empêche le dégagement du condenseur 34. Des radiateurs de différentes dimensions peuvent prendre place dans le cadre 2. Par exemple, dans l'exemple représenté, on peut monter trois tailles de radiateur 36, à savoir deux longueurs différentes et deux épaisseurs différentes, la hauteur du radiateur restant identique.
Le groupe moto-ventilateur 38 comporte une buse 62 qui entoure une hélice 64 entraînée en rotation par un moteur électrique 66 situé au centre de l'hélice 64. La buse 62 constitue également un support par lequel le groupe moto-ventilateur est monté sur le cadre 2. A cet .effet, la buse 62 comporte deux pattes supérieures 68 et deux pattes inférieures 70. Les pattes inférieures 70 sont introduites dans des trous 72 de formes appropriées pratiqués dans la face latérale horizontale 6 du cadre 2. Les pattes 70 permettent ainsi de maintenir le groupe moto-ventilateur selon les directions X et Y. Les pattes supérieures 68 sont fixées à des attaches 74 prévues à la partie supérieure de l'ouverture de grande dimension 24 (voir figures 1 et 10). Le groupe moto-ventilateur est ainsi fixé sur les trois directions X, Y et Z.
Afin de permettre d'utiliser la buse 62 dans divers environnements, cette dernière comporte des fixations symétriques qui permettent de fixer le groupe moto-ventilateur de deux manières différentes par une. rotation .de, .180' autour de l'axe du ventilateur. Ainsi, les pattes supérieures 68 prennent la place des pattes inférieures 70 et inversement.
Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 3, une liaison étanche est assurée entre chacun des composants, en particulier le condenseur 34, l'échangeur 36 et le groupe moto- ventilateur 38 afin d'éviter toute déperdition de l'air de manière à assurer le meilleur rendement thermique possible au module d'échange de chaleur. Cette canalisation de l'air par le cadre 2 ne nécessite l'utilisation d'aucune pièce supplémentaire.
Le radiateur d'air de suralimentation 40 est fixé de manière identique au groupe moto-ventilateur 38. En effet, il comporte à sa partie inférieure un pion de fixation 78 qui vient se loger dans un trou correspondant 80 formé dans le cadre 2 et à sa partie supérieure une patte de fixation 82 qui vient se fixer sur une attache 84 prévue sur le grand côté supérieur horizontal du cadre 2. Le radiateur d'air de suralimentation est ainsi maintenu selon les trois directions X, Y et Z .
Comme on peut le voir sur la figure 12, les cadres 2 peuvent être emboîtés l'un dans l'autre, ce qui permet de réduire de manière très importante l'encombrement d'une pile de cadres. Ceci permet de loger davantage de cadres dans un container de transport et réduit par conséquent le coût de ce transport. On notera en particulier que les petites faces latérales verticales 8 et 10 du cadre 2 comportent des découpes 88 dans lesquelles les pattes de fixation 30 d'un autre cadre peuvent venir se loger. On notera également la présence de découpes 90 de part et d'autre des grands côtés horizontaux supérieurs du cadre qui permettent l'emboîtement des cadres l'un dans l'autre.
On a représenté sur la figure 11 une variante d'exécution du module d'échange de chaleur qui vient d'être décrit en référence aux figures 1 à.10. Ce module d'échange de chaleur se, caractérise par son architecture surfacique alors que le module d'échange de chaleur des figures 1 à 10 présente une architec- ture de type mosaïque. Sur les figures 1 à 10, le radiateur d'air de suralimentation 40 présente une épaisseur qui correspond sensiblement à l'épaisseur du module d'échange de chaleur, et il est disposé latéralement par rapport au condenseur et au . radiateur de refroidissement du moteur. Au contraire, dans le mode de réalisation de la figure 11, le condenseur 134, le radiateur de refroidissement 136 et le refroidisseur d'air de suralimentation 140 s'étendent sur toute la surface du cadre 2. Toutefois, le cadre 2 est identique. De la même manière, le groupe moto-ventilateur 138 s'étend sur toute la surface du cadre. Le . condenseur 134 est introduit tout d'abord, comme précédemment. On monte ensuite le radiateur d'air de suralimentation 140 puis le radiateur de refroidissement du moteur 136. Le radiateur d'air de suralimentation 140 est ainsi placé devant le radiateur de refroidissement 136. Les moyens et les principes de fixation de chacun de ces composants sont identiques a ceux qui ont été décrits pour la première variante de réalisation, en changeant ce qui doit être changé, en particulier en ce qui concerne l'emplacement de ces moyens de fixation. En particulier, la grande ouverture.24, et la petite ouverture 26 n'ont plus de fonction. Elles sont toutefois conservées afin de standardiser la fabrication du cadre 2. On notera par ailleurs, comme on l'a mentionné précédemment, que le groupe moto- ventilateur a été tourné de 180" autour de l'axe de l'hélice 64.

Claims

Revendications
1. Dispositif de support d' échangeurs de chaleur, caractérisé en ce qu'il est constitué par un cadre (2) comportant des faces
(4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18) munies de moyens de fixation pour fixer au moins un premier (34) et un second (36) composants d'échangeur de chaleur, chaque composant étant fixé directement sur le cadre (.2) indépendamment des autres composants, le cadre (2) comportant en outre des attaches (28, 32) permettant de le monter, sur un châssis de véhicule automobile par l'intermédiaire de moyens flexibles d'amortissement des vibrations.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des composants (34, 36, 38, 40) est maintenu indépendamment selon trois directions orthogonales (X, Y, Z).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il constitue un carénage des composants (34, 36, 38, 40).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est conçu de manière à ce que les composants (34, 36, 38, 40) sont montés les uns derrière les autres par un même côté du cadre.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le profil des faces latérales des cadres est tel qu'ils peuvent être emboîtés les uns dans les autres.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que certains moyens de fixation sont constitués par des clips (44, 52).
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les clips de fixation (44, 52) présentent une forme en S autorisant une déformation non linéaire.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que certains moyens de fixation sont constitués par des formes flexibles (60).
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que certains moyens de fixation sont constitués par des ergots (42, 50).
10. Module d'échange de chaleur, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de support (2) selon l'une des revendications 1 à 9 dans lequel sont montés des composants d'échange de chaleur (34, 36, 38, 40, 134, 136, 138, 140).
11. Module selon la revendication 10, caractérisé en ce que les composants (34, 36, 134, 136) ne comportent par eux-mêmes aucun moyens de fixation.
12. Module selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un premier (34, 134) et un second (36, 136) composant, le second composant bloquant le premier composant dans le cadre (2) après montage.
13. Module selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisé en ce que les composants comprennent au moins un condenseur (34, 134) et un radiateur de refroidissement du moteur (36, 136).
14. Module selon la revendication 13, caractérisé en ce que les composants comprennent en outre un radiateur d'air de suralimentation (40, 140).
15. Module selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu'il présente une architecture de type mosaïque.
16. Module selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu'il présente une architecture de type surfacique.
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