WO2007051798A1 - Brazed collecting box for a heat exchanger - Google Patents

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WO2007051798A1
WO2007051798A1 PCT/EP2006/067974 EP2006067974W WO2007051798A1 WO 2007051798 A1 WO2007051798 A1 WO 2007051798A1 EP 2006067974 W EP2006067974 W EP 2006067974W WO 2007051798 A1 WO2007051798 A1 WO 2007051798A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
collector
cover
side walls
bottom wall
box according
Prior art date
Application number
PCT/EP2006/067974
Other languages
French (fr)
Inventor
Christian Riondet
Jean-Marc Lesueur
Jean-Michel Haincourt
Christian Mahe
José TRINDADE
Paul Garret
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques filed Critical Valeo Systemes Thermiques
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0219Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0224Header boxes formed by sealing end plates into covers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-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
    • F28D1/02Heat-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
    • F28D1/04Heat-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
    • F28D1/053Heat-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 the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-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 the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00Fastening; Joining
    • F28F2275/04Fastening; Joining by brazing

Definitions

  • the invention relates to the field of heat exchangers, especially for motor vehicles, and more particularly relates to a brazed header box for such heat exchangers.
  • collector boxes of this type are known that are obtained by brazing two metal parts, namely a collector and a cover, which are most often formed of aluminum or aluminum-based alloy.
  • One of the main problems involved in producing such manifolds is that of obtaining metal parts having a good brazeability and capable of forming, after soldering of the parts, a perfectly sealed manifold that is not likely to cause leakage of the fluid that passes through it.
  • the two parts can be pre-assembled and maintained in a position such that they have respective surfaces in contact with each other for the subsequent obtaining of a brazing under perfectly sealed conditions.
  • brazing of the header takes place in a single operation during brazing of the heat exchanger, the latter moving through a brazing furnace maintained at a temperature suitable for Melt a brazing alloy.
  • Various solutions have already been proposed to allow good brazeability.
  • the collector essentially comprises a collector plate provided with holes or slots for receiving the ends of the tubes of the bundle of the heat exchanger, and the lid has the shape of a hood which is assembled along a peripheral edge of the header plate.
  • EP 1 139 054 It is also known from EP 1 139 054 to provide a manifold having a generally U-shaped profile which is closed by a cover constituted by a strip which is brazed on slices of the collector. Brazing is thus carried out on a narrow line, which can lead to leakage risks.
  • the object of the invention is in particular to provide a collector box of the aforementioned type, the solderability of which is improved.
  • the invention proposes a collecting box of the type defined in the introduction, in which the collector is a U-profile element having a bottom wall provided with holes for the insertion of tubes and two side walls connected to the wall of the tube. bottom, in which the cover is a U-profile element having a bottom wall and two side walls connected to the bottom wall, and wherein the cover is fitted into the manifold so that their respective U-profiles are oriented in the same direction opposite the tubes, the collector and the cover being assembled along a continuous surface extending on the respective walls.
  • the assembly of the manifold is made from two U-shaped elements of which one, which is the manifold, receives the other, which is the cover.
  • the two U-shaped elements are oriented in the same direction, which means that the respective openings of the two U-shaped profiles are oriented in the same direction, opposite to that of the tubes, and therefore that of the beam of the heat exchanger.
  • Brazing is then carried along a brazing line on respective surfaces in contact, that is to say mainly between the side walls of the collector and the side walls of the lid.
  • the cover comprises two end regions bent towards the bottom wall of the collector, in each of which the bottom wall of the lid has a curved portion terminated by a clean rim to abut against the bottom wall of the collector, the flange being connected to a bent portion of each side wall of the lid.
  • the continuous brazing line or surface extends along the side walls of the lid and connects to the two edges of the bottom wall of the lid.
  • the brazing is performed along the side walls of the cover, including the curved parts thereof, and is also performed on the two flanges mentioned above.
  • the two end regions of the lid are made by stamping.
  • the side walls of the collector have a progressive height, from the bottom wall.
  • the side walls of the collector are generally flat and make an angle of about 90 ° with the bottom wall of the collector.
  • the side walls of the lid are generally flat and make an angle of about 90 ° with the bottom wall of the lid.
  • At least one of the collector and the lid is coated with a solder plating.
  • the manifold is provided with a solder plating on the outside of the U-profile and the cover of a solder plating on the outside of the U-shaped profile.
  • the cover has a solder plating on the inside of the U-profile and another solder plating on the outside of the U-profile.
  • the manifold is provided with an anti-corrosion veneer on the inside of the U-shaped profile.
  • the manifold comprises holding means to ensure a pre-assembly of the collector and the lid for soldering.
  • the holding means comprise folded tabs from the side walls of the lid and received in respective notches of the side walls of the collector.
  • Each folded tab is locked in position in its respective notch by two tabs from a side wall of the collector and deformed to each engage in a cut of the side wall of the lid, located adjacent to the folded tab.
  • the invention relates to a heat exchanger comprising at least one manifold as defined herein.
  • FIG. 1 is a partial side view of a heat exchanger comprising a collecting box according to
  • FIG. 2 is a sectional view, on an enlarged scale, of the manifold on the line II-II of Figure 1;
  • FIG. 3 is a partial sectional view along the line III-III of Figure 2, taken at one end of the manifold;
  • FIG. 4 is a partial perspective view of the manifold in one of its two end regions
  • FIG. 5 is a partial perspective view showing means for holding the collector and the cover before deformation of locking tabs
  • FIG. 6 is a top view of the manifold of Figure 5 after deformation of the locking tabs.
  • FIG. 7 is a partial sectional view along the line VII-VII of FIG. 6.
  • FIG. 1 shows a heat exchanger 10 comprising a manifold 12 according to the invention in which open ends of tubes 14 of a heat exchange bundle.
  • the tubes 14 are parallel flat tubes between which are arranged corrugated inserts 16 forming heat exchange fins.
  • the exchanger 10 comprises an opposite header (not shown) similar to the box
  • the heat exchanger 10 which finds a particular application in motor vehicles is designed to be made by soldering in a single operation.
  • the manifold 12 consists of two nested metal parts to be assembled by brazing.
  • the manifold 12 comprises a manifold 18 made in the form of a U-shaped metal element having a bottom wall 20 provided with holes 22 for the insertion of the tubes 14 and two side walls 24 connected to the bottom wall 20
  • the bottom wall is generally flat and so are the side walls 24. The latter are connected to the bottom wall at an angle of about 90 °.
  • the connection of the bottom wall 20 and the side walls 24 is effected by rounded regions 26.
  • the side walls 24 of the collector 18 forming the two branches of the U are of identical height, the height however, may vary with respect to the bottom wall.
  • the side walls 24 of the collector have a variable height from the bottom wall 20.
  • the side walls 24 of the collector have two rounded edges 28 which each extend to the bottom wall 20.
  • the manifold comprises another part, namely a lid 30 made in the form of a U-shaped metal element having a bottom wall 32 and two side walls 34 connected to the bottom wall.
  • the bottom wall 32 and the side walls 34 of the lid are generally flat. These last make an angle of about 90 ° with the bottom wall 32.
  • the side walls 34 of the lid 30 forming the two branches of the U are of identical height.
  • the lid 30 is fitted into the manifold 18 so that their respective U-profiles are oriented in the same direction, that is to say opposite the tubes 14, therefore the heat exchanger bundle.
  • the side walls 34 of the cover 30 come into contact, on the outside, against a portion of the side walls 24 of the collector 18, the inner side thereof ( Figures 2 and 4).
  • the bottom wall 20 of the manifold and the bottom wall 32 of the lid are spaced from each other to define an interior chamber for the circulation of a heat exchange fluid.
  • the lid 30 has two end regions 36
  • the respective brazing of the collector and the cover can be performed along a brazing surface, whose width corresponds substantially to the height of the side walls of the cover.
  • This surface comprises the two side walls 34 of the lid, including the respective bent portions 42, as well as the flanges 40. It is thus possible to braze on large surfaces by surface contact providing a good solderability.
  • the collector 18 is advantageously made by folding a metal sheet clean to impart a U-shaped profile, the holes 22 for the insertion of the tubes being preferably made in the metal piece after folding.
  • the lid 30 is advantageously made by stamping, the end regions 36 of the lid being also made during this stamping operation.
  • At least one of the collector and the lid is pre-coated with a solder plating.
  • the collector 18 is provided with a solder plating on the outside of the U-shaped profile and the cover 30 is provided with a solder plating on the outside of the U-shaped profile.
  • cover veneer which ensures a connection between the collector and the cover.
  • the plating of the collector is intended to allow for example the connection to one or more pipes (not shown) opening into one or other of the side walls of the latter.
  • the lid is provided with a solder plating on the inside of the U-profile and another solder plating on the outside of the U-shaped profile.
  • outer is intended to allow the connection with the manifold
  • brazing plating on the inner side is intended to allow a connection with other external elements (not shown). It may be advantageous if the manifold is provided with anti-corrosion plating on the inside of the U-profile.
  • FIGS. 5 to 7 illustrate an exemplary embodiment, in which these holding means comprise tabs 44 coming from the side walls 34 of the lid 30 and bent outwardly as can be seen more particularly in FIG. 7. These folded tabs 44 are each received in respective notches 46 of the side walls 24 of the manifold 18. These notches are of generally rectangular shape and are made open, that is to say they open on an edge 48 of the side wall 24 of the collector.
  • two cut-outs 50 such as saw-cuts, or slits produced without removal of material (by "slitting"), are made each time on either side of the notch 46 and parallel to the edge 48 and through the thickness of the corresponding side wall 24.
  • the tongues 52 are in their original position, that is to say that they lie in the extension one of them. on the other, being disposed on either side of the corresponding lug 44.
  • each of the notches 46 of the side walls 24 of the manifold has a lower edge 56 made bevel and allowing a good inking of the corresponding folded tab.
  • This beveled shape also facilitates a good holding in position of the cover in the manifold even before the deformation of the tongues 52. This results in maintaining in position the cover and the collector, in the three spatial directions, for their assembly by soldering.
  • This last assembly is preferably carried out in a single brazing operation by passing through an oven.
  • the manifold is advantageously brazed together with the other components of the heat exchanger, ie the bundle of corrugated tubes and spacers and another manifold.
  • the various components of the heat exchanger are advantageously made of aluminum or an aluminum-based alloy.
  • the invention finds particular application to heat exchangers for motor vehicles.
  • heat exchangers can be produced in particular in the form of a cooling radiator of an internal combustion engine, or a heating radiator of the passenger compartment of the vehicle, or an exchanger intended for an air conditioning circuit. , or a charge air cooler.

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Abstract

The invention relates to a collecting box comprising: a U-shaped collector (18) having a base (20) which is equipped with holes (22) for the insertion of tubes and two lateral walls (24) which are connected to the base (20); and a U-shaped cover (30) having a base (32) and two lateral walls (34) which are connected to the base (32), whereby the cover (30) is nested inside the collector (18) such that the respective U-shaped profiles thereof are oriented in the same direction, opposite that of the tubes. The collector and the cover are assembled along a continuous brazing surface that extends along the respective walls thereof. The invention is particularly suitable for motor vehicles.

Description

Boîte collectrice brasée pour échanqeur de chaleur.Brazed collector box for heat exchanger.
L' invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, notamment pour véhicules automobiles, et elle concerne plus particulièrement une boîte collectrice brasée destinée à de tels échangeurs de chaleur.The invention relates to the field of heat exchangers, especially for motor vehicles, and more particularly relates to a brazed header box for such heat exchangers.
On connaît déjà de nombreux types de boîtes collectrices de ce genre qui sont obtenues par brasage de deux pièces métalliques, à savoir un collecteur et un couvercle, lesquels sont le plus souvent formés en aluminium ou en alliage à base d'aluminium.Numerous types of collector boxes of this type are known that are obtained by brazing two metal parts, namely a collector and a cover, which are most often formed of aluminum or aluminum-based alloy.
L'un des problèmes principaux que pose la réalisation de telles boîtes collectrices est celui de l'obtention de pièces métalliques présentant une bonne aptitude au brasage et aptes à former, après brasage des pièces, une boîte collectrice parfaitement étanche ne risquant pas d'entraîner de fuites du fluide qui la traverse.One of the main problems involved in producing such manifolds is that of obtaining metal parts having a good brazeability and capable of forming, after soldering of the parts, a perfectly sealed manifold that is not likely to cause leakage of the fluid that passes through it.
Pour cela, il est nécessaire que les deux pièces puissent être pré-assemblées et maintenues dans une position telle qu'elles possèdent des surfaces respectives en contact mutuel pour l'obtention ultérieure d'un brasage dans des conditions parfaitement étanches.For this, it is necessary that the two parts can be pre-assembled and maintained in a position such that they have respective surfaces in contact with each other for the subsequent obtaining of a brazing under perfectly sealed conditions.
En effet, le plus souvent, le brasage de la boîte collectrice s'effectue en une seule opération au cours du brasage de l'échangeur de chaleur, celui-ci se déplaçant au travers d'un four de brasage maintenu à une température appropriée pour faire fondre un alliage de brasage. Différentes solutions ont déjà été proposées pour permettre une bonne aptitude au brasage.Indeed, most often, the brazing of the header takes place in a single operation during brazing of the heat exchanger, the latter moving through a brazing furnace maintained at a temperature suitable for Melt a brazing alloy. Various solutions have already been proposed to allow good brazeability.
Le plus souvent, le collecteur comprend essentiellement une plaque collectrice munie de trous ou de fentes pour la réception des extrémités des tubes du faisceau de l'échangeur de chaleur, et le couvercle a la forme d'un capot qui est assemblé le long d'un bord périphérique de la plaque collectrice.Most often, the collector essentially comprises a collector plate provided with holes or slots for receiving the ends of the tubes of the bundle of the heat exchanger, and the lid has the shape of a hood which is assembled along a peripheral edge of the header plate.
II est connu aussi par la publication EP 1 139 054 de prévoir un collecteur présentant un profil général en U qui est fermé par un couvercle constitué par un feuillard qui est brasé sur des tranches du collecteur. Le brasage s'effectue ainsi sur une ligne étroite, ce qui peut entraîner des risques de fuite.It is also known from EP 1 139 054 to provide a manifold having a generally U-shaped profile which is closed by a cover constituted by a strip which is brazed on slices of the collector. Brazing is thus carried out on a narrow line, which can lead to leakage risks.
L' invention a notamment pour but de procurer une boîte collectrice du type précité dont l'aptitude au brasage est améliorée .The object of the invention is in particular to provide a collector box of the aforementioned type, the solderability of which is improved.
L' invention propose à cet effet une boîte collectrice du type défini en introduction, dans laquelle le collecteur est un élément à profil en U présentant une paroi de fond munie de trous pour l'insertion de tubes et deux parois latérales raccordées à la paroi de fond, dans laquelle le couvercle est un élément à profil en U présentant une paroi de fond et deux parois latérales raccordées à la paroi de fond, et dans laquelle le couvercle est emboîté dans le collecteur de sorte que leurs profils en U respectifs soient orientés dans une même direction à l'opposé des tubes, le collecteur et le couvercle étant assemblés le long d'une surface continue s' étendant sur les parois respectives .To this end, the invention proposes a collecting box of the type defined in the introduction, in which the collector is a U-profile element having a bottom wall provided with holes for the insertion of tubes and two side walls connected to the wall of the tube. bottom, in which the cover is a U-profile element having a bottom wall and two side walls connected to the bottom wall, and wherein the cover is fitted into the manifold so that their respective U-profiles are oriented in the same direction opposite the tubes, the collector and the cover being assembled along a continuous surface extending on the respective walls.
Ainsi, l'assemblage de la boîte collectrice s'effectue à partir de deux éléments à profil en U dont l'un, qui constitue le collecteur, reçoit l'autre, qui constitue le couvercle. Les deux éléments à profil en U sont orientés dans la même direction, ce qui signifie que les ouvertures respectives des deux profils en U sont orientés dans la même direction, à l'opposé de celle des tubes, donc de celle du faisceau de l'échangeur de chaleur. Le brasage s'effectue alors le long d'une ligne de brasage sur des surfaces respectives en contact, c'est-à-dire principalement entre les parois latérales du collecteur et les parois latérales du couvercle.Thus, the assembly of the manifold is made from two U-shaped elements of which one, which is the manifold, receives the other, which is the cover. The two U-shaped elements are oriented in the same direction, which means that the respective openings of the two U-shaped profiles are oriented in the same direction, opposite to that of the tubes, and therefore that of the beam of the heat exchanger. Brazing is then carried along a brazing line on respective surfaces in contact, that is to say mainly between the side walls of the collector and the side walls of the lid.
II en résulte un meilleur contact surfacique qui favorise le brasage et donc une liaison étanche.This results in a better surface contact which promotes brazing and therefore a tight connection.
Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le couvercle comporte deux régions d'extrémité recourbées en direction de la paroi de fond du collecteur, dans chacune desquelles la paroi de fond du couvercle présente une partie incurvée terminée par un rebord propre à venir en appui contre la paroi de fond du collecteur, le rebord se raccordant à une partie cintrée de chaque paroi latérale du couvercle .According to an advantageous characteristic of the invention, the cover comprises two end regions bent towards the bottom wall of the collector, in each of which the bottom wall of the lid has a curved portion terminated by a clean rim to abut against the bottom wall of the collector, the flange being connected to a bent portion of each side wall of the lid.
Ainsi, la ligne ou surface de brasage continue s'étend le long des parois latérales du couvercle et se raccorde aux deux rebords de la paroi de fond du couvercle. Autrement dit, le brasage s'effectue le long des parois latérales du couvercle, y compris dans les parties cintrées de celui-ci, et s'effectue également sur les deux rebords mentionnés précédemment .Thus, the continuous brazing line or surface extends along the side walls of the lid and connects to the two edges of the bottom wall of the lid. In other words, the brazing is performed along the side walls of the cover, including the curved parts thereof, and is also performed on the two flanges mentioned above.
D'autres caractéristiques complémentaires et/ou alternatives de l'invention sont indiquées ci-après.Other complementary and / or alternative features of the invention are indicated below.
- Les deux régions d'extrémité du couvercle sont réalisées par emboutissage.- The two end regions of the lid are made by stamping.
Les parois latérales du collecteur ont une hauteur évolutive, à partir de la paroi de fond.The side walls of the collector have a progressive height, from the bottom wall.
- Les parois latérales du collecteur sont généralement planes et font un angle d'environ 90° avec la paroi de fond du collecteur. - Les parois latérales du couvercle sont généralement planes et font un angle d'environ 90° avec la paroi de fond du couvercle.- The side walls of the collector are generally flat and make an angle of about 90 ° with the bottom wall of the collector. - The side walls of the lid are generally flat and make an angle of about 90 ° with the bottom wall of the lid.
- L'un au moins du collecteur et du couvercle est revêtu d'un placage de brasage.- At least one of the collector and the lid is coated with a solder plating.
- Le collecteur est muni d'un placage de brasage du côté extérieur du profil en U et le couvercle d'un placage de brasage du côté extérieur du profil en U.- The manifold is provided with a solder plating on the outside of the U-profile and the cover of a solder plating on the outside of the U-shaped profile.
- Le couvercle est muni d'un placage de brasage du côté intérieur du profil en U et d'un autre placage de brasage du côté extérieur du profil en U.- The cover has a solder plating on the inside of the U-profile and another solder plating on the outside of the U-profile.
- Le collecteur est muni d'un placage anti-corrosion du côté intérieur du profil en U.- The manifold is provided with an anti-corrosion veneer on the inside of the U-shaped profile.
- La boîte collectrice comprend des moyens de maintien pour assurer un pré-assemblage du collecteur et du couvercle en vue du brasage.- The manifold comprises holding means to ensure a pre-assembly of the collector and the lid for soldering.
- Les moyens de maintien comprennent des pattes repliées issues des parois latérales du couvercle et reçues dans des encoches respectives des parois latérales du collecteur.- The holding means comprise folded tabs from the side walls of the lid and received in respective notches of the side walls of the collector.
- Chaque patte repliée est verrouillée en position dans son encoche respective par deux languettes issues d'une paroi latérale du collecteur et déformées pour s'engager chacune dans une découpe de la paroi latérale du couvercle, située adjacente à la patte repliée.- Each folded tab is locked in position in its respective notch by two tabs from a side wall of the collector and deformed to each engage in a cut of the side wall of the lid, located adjacent to the folded tab.
Sous un autre aspect, l'invention concerne un échangeur de chaleur comprenant au moins une boîte collectrice telle que définie présentement. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :In another aspect, the invention relates to a heat exchanger comprising at least one manifold as defined herein. In the description which follows, made only by way of example, reference is made to the appended drawings, in which:
- la figure 1 est une vue partielle de côté d'un échangeur de chaleur comprenant une boîte collectrice selonFIG. 1 is a partial side view of a heat exchanger comprising a collecting box according to
1' invention ;The invention;
- la figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, de la boîte collectrice selon la ligne II-II de la figure 1 ;- Figure 2 is a sectional view, on an enlarged scale, of the manifold on the line II-II of Figure 1;
- la figure 3 est une vue en coupe partielle selon la ligne III-III de la figure 2, prise au niveau d'une extrémité de la boîte collectrice ;- Figure 3 is a partial sectional view along the line III-III of Figure 2, taken at one end of the manifold;
- la figure 4 est une vue partielle en perspective de la boîte collectrice dans une de ses deux régions d'extrémitéFIG. 4 is a partial perspective view of the manifold in one of its two end regions;
- la figure 5 est une vue partielle en perspective montrant des moyens de maintien du collecteur et du couvercle avant déformation de languettes de verrouillage ;- Figure 5 is a partial perspective view showing means for holding the collector and the cover before deformation of locking tabs;
- la figure 6 est une vue de dessus de la boîte collectrice de la figure 5 après déformation des languettes de verrouillage ; et- Figure 6 is a top view of the manifold of Figure 5 after deformation of the locking tabs; and
- la figure 7 est une vue en coupe partielle selon la ligne VII-VII de la figure 6.FIG. 7 is a partial sectional view along the line VII-VII of FIG. 6.
On se réfère d'abord à la figure 1 qui montre un échangeur de chaleur 10 comprenant une boîte collectrice 12 selon l'invention dans laquelle débouchent des extrémités de tubes 14 d'un faisceau d'échange de chaleur. Les tubes 14 sont des tubes plats parallèles entre lesquels sont disposés des intercalaires ondulés 16 formant ailettes d'échange de chaleur. L' échangeur 10 comporte une boîte collectrice opposée (non représenté) analogue à la boîte collectrice 12. L'échangeur 10 qui trouve une application particulière dans les véhicules automobiles est conçu pour être réalisé par brasage en une seule opération.Referring first to Figure 1 which shows a heat exchanger 10 comprising a manifold 12 according to the invention in which open ends of tubes 14 of a heat exchange bundle. The tubes 14 are parallel flat tubes between which are arranged corrugated inserts 16 forming heat exchange fins. The exchanger 10 comprises an opposite header (not shown) similar to the box The heat exchanger 10 which finds a particular application in motor vehicles is designed to be made by soldering in a single operation.
Comme on le voit sur la vue en coupe de la figure 2, la boîte collectrice 12 se compose de deux pièces métalliques emboîtées destinées à être assemblées par brasage. La boîte collectrice 12 comporte un collecteur 18 réalisé sous la forme d'un élément métallique à profil en U présentant une paroi de fond 20 munie de trous 22 pour l'insertion des tubes 14 et deux parois latérales 24 raccordées à la paroi de fond 20. La paroi de fond est généralement plane et il en est de même des parois latérales 24. Ces dernières se raccordent à la paroi de fond en formant un angle d'environ 90°. Le raccordement de la paroi de fond 20 et des parois latérales 24 s'effectue par des régions arrondies 26. Comme notamment représenté à la figure 2, les parois latérales 24 du collecteur 18 formant les deux branches du U sont de hauteur identique, la hauteur pouvant toutefois varier par rapport à la paroi de fond.As seen in the sectional view of Figure 2, the manifold 12 consists of two nested metal parts to be assembled by brazing. The manifold 12 comprises a manifold 18 made in the form of a U-shaped metal element having a bottom wall 20 provided with holes 22 for the insertion of the tubes 14 and two side walls 24 connected to the bottom wall 20 The bottom wall is generally flat and so are the side walls 24. The latter are connected to the bottom wall at an angle of about 90 °. The connection of the bottom wall 20 and the side walls 24 is effected by rounded regions 26. As shown in particular in FIG. 2, the side walls 24 of the collector 18 forming the two branches of the U are of identical height, the height however, may vary with respect to the bottom wall.
En effet et comme on peut le voir sur la figure 1, et également sur les figures 3 et 4, les parois latérales 24 du collecteur ont une hauteur variable à partir de la paroi de fond 20. En particulier, les parois latérales 24 du collecteur comportent deux bords arrondis 28 qui s'étendent chacun jusqu'à la paroi de fond 20.Indeed and as can be seen in Figure 1, and also in Figures 3 and 4, the side walls 24 of the collector have a variable height from the bottom wall 20. In particular, the side walls 24 of the collector have two rounded edges 28 which each extend to the bottom wall 20.
La boîte collectrice comporte une autre pièce, à savoir un couvercle 30 réalisé sous la forme d'un élément métallique à profil en U présentant une paroi de fond 32 et deux parois latérales 34 raccordées à la paroi de fond. La paroi de fond 32 et les parois latérales 34 du couvercle sont généralement planes. Ces dernières font un angle d'environ 90° avec la paroi de fond 32. Comme notamment représenté à la figure 2, les parois latérales 34 du couvercle 30 formant les deux branches du U sont de hauteur identique. Le couvercle 30 est emboîté dans le collecteur 18 de sorte que leurs profils en U respectifs soient orientés dans une même direction, c'est-à-dire à l'opposé des tubes 14, donc du faisceau de l'échangeur de chaleur. Il en résulte que les parois latérales 34 du couvercle 30 viennent en contact, du côté extérieur, contre une partie des parois latérales 24 du collecteur 18, du côté intérieur de ces dernières (figures 2 et 4). Dans la position d'emboîtement, la paroi de fond 20 du collecteur et la paroi de fond 32 du couvercle sont espacées l'un de l'autre pour définir une chambre intérieure pour la circulation d'un fluide d'échange de chaleur.The manifold comprises another part, namely a lid 30 made in the form of a U-shaped metal element having a bottom wall 32 and two side walls 34 connected to the bottom wall. The bottom wall 32 and the side walls 34 of the lid are generally flat. These last make an angle of about 90 ° with the bottom wall 32. As shown in particular in Figure 2, the side walls 34 of the lid 30 forming the two branches of the U are of identical height. The lid 30 is fitted into the manifold 18 so that their respective U-profiles are oriented in the same direction, that is to say opposite the tubes 14, therefore the heat exchanger bundle. As a result, the side walls 34 of the cover 30 come into contact, on the outside, against a portion of the side walls 24 of the collector 18, the inner side thereof (Figures 2 and 4). In the interlocking position, the bottom wall 20 of the manifold and the bottom wall 32 of the lid are spaced from each other to define an interior chamber for the circulation of a heat exchange fluid.
Le couvercle 30 comporte deux régions d'extrémité 36The lid 30 has two end regions 36
(figures 3 et 4) dont chacune est recourbée en direction de la paroi de fond 20 du collecteur. Dans chacune de ces régions d'extrémité, la paroi de fond 32 du couvercle présente une partie incurvée 38 terminée par un rebord 40 propre à venir en appui contre la paroi de fond 20 du collecteur, à une extrémité de ce dernier. Le rebord 40 se raccorde lui-même à une partie cintrée 42 de chaque paroi latérale du couvercle.(Figures 3 and 4) each of which is bent towards the bottom wall 20 of the collector. In each of these end regions, the bottom wall 32 of the lid has a curved portion 38 terminated by a flange 40 to abut against the bottom wall 20 of the collector at one end thereof. The flange 40 is itself connected to a bent portion 42 of each side wall of the lid.
II en résulte que le brasage respectif du collecteur et du couvercle peut s'effectuer le long d'une surface de brasage, dont la largeur correspond sensiblement à la hauteur des parois latérales du couvercle. Cette surface comprend les deux parois latérales 34 du couvercle, y compris les parties cintrées respectives 42, ainsi que les rebords 40. On peut ainsi réaliser un brasage sur des surfaces importantes par un contact surfacique procurant une bonne aptitude au brasage.As a result, the respective brazing of the collector and the cover can be performed along a brazing surface, whose width corresponds substantially to the height of the side walls of the cover. This surface comprises the two side walls 34 of the lid, including the respective bent portions 42, as well as the flanges 40. It is thus possible to braze on large surfaces by surface contact providing a good solderability.
Le collecteur 18 est avantageusement réalisé par pliage d'une tôle métallique propre à lui conférer un profil en U, les trous 22 destinés à l'insertion des tubes étant de préférence réalisés dans la pièce métallique après pliage. De son côté, le couvercle 30 est avantageusement réalisé par emboutissage, les régions d'extrémité 36 du couvercle étant également réalisées lors de cette opération d'emboutissage.The collector 18 is advantageously made by folding a metal sheet clean to impart a U-shaped profile, the holes 22 for the insertion of the tubes being preferably made in the metal piece after folding. For its part, the lid 30 is advantageously made by stamping, the end regions 36 of the lid being also made during this stamping operation.
Pour permettre le brasage, l'un au moins du collecteur et du couvercle est revêtu au préalable d'un placage de brasage .To allow brazing, at least one of the collector and the lid is pre-coated with a solder plating.
Dans une première forme de réalisation, le collecteur 18 est muni d'un placage de brasage du côté extérieur du profil en U et le couvercle 30 est muni d'un placage de brasage du côté extérieur du profil en U. C'est donc le placage du couvercle qui permet d'assurer une liaison entre le collecteur et le couvercle. Le placage du collecteur est destiné à permettre par exemple le raccordement à une ou plusieurs tubulures (non représentées) débouchant dans l'une ou l'autre des parois latérales de ce dernier.In a first embodiment, the collector 18 is provided with a solder plating on the outside of the U-shaped profile and the cover 30 is provided with a solder plating on the outside of the U-shaped profile. cover veneer which ensures a connection between the collector and the cover. The plating of the collector is intended to allow for example the connection to one or more pipes (not shown) opening into one or other of the side walls of the latter.
Dans une deuxième forme de réalisation de l'invention, le couvercle est muni d'un placage de brasage du côté intérieur du profil en U et d'un autre placage de brasage du côté extérieur du profil en U. Le placage de brasage du côté extérieur est destiné à permettre la liaison avec le collecteur, tandis que le placage de brasage du côté intérieur est destiné à permettre une liaison avec d'autres éléments extérieurs (non représentés) . Il peut être avantageux que le collecteur soit muni d'un placage anti- corrosion du côté intérieur du profil en U.In a second embodiment of the invention, the lid is provided with a solder plating on the inside of the U-profile and another solder plating on the outside of the U-shaped profile. outer is intended to allow the connection with the manifold, while the brazing plating on the inner side is intended to allow a connection with other external elements (not shown). It may be advantageous if the manifold is provided with anti-corrosion plating on the inside of the U-profile.
L' invention prévoit en outre des moyens de maintien pour assurer un pré-assemblage du collecteur 18 et du couvercle 30 en vue du brasage. Différentes solutions mécaniques peuvent être envisagées à cet effet. Les figures 5 à 7 illustrent un exemple de réalisation, dans lequel ces moyens de maintien comprennent des pattes 44 issues des parois latérales 34 du couvercle 30 et repliées vers l'extérieur comme on le voit plus particulièrement sur la figure 7. Ces pattes repliées 44 sont reçues chacune dans des encoches respectives 46 des parois latérales 24 du collecteur 18. Ces encoches sont de forme générale rectangulaire et sont réalisées débouchantes, c'est-à-dire qu'elles s'ouvrent sur un bord 48 de la paroi latérale 24 du collecteur.The invention further provides holding means for pre-assembling the manifold 18 and the cover 30 for brazing purposes. Various mechanical solutions can be envisaged for this purpose. FIGS. 5 to 7 illustrate an exemplary embodiment, in which these holding means comprise tabs 44 coming from the side walls 34 of the lid 30 and bent outwardly as can be seen more particularly in FIG. 7. These folded tabs 44 are each received in respective notches 46 of the side walls 24 of the manifold 18. These notches are of generally rectangular shape and are made open, that is to say they open on an edge 48 of the side wall 24 of the collector.
Comme on le voit sur la figure 5, deux découpes 50, telles que des traits de scie, ou encore des fentes réalisées sans enlèvement de matière (par « fentage ») , sont pratiquées à chaque fois de part et d'autre de l'encoche 46 et parallèlement au bord 48 et au travers de l'épaisseur de la paroi latérale 24 correspondante. Ceci permet de définir deux languettes 52 issues des parois latérales 24. Dans la position de la figure 5, les languettes 52 sont dans leur position d'origine, c'est-à-dire qu'elles se situent dans le prolongement l'une de l'autre, en étant disposé de part et d'autre de la patte 44 correspondante.As can be seen in FIG. 5, two cut-outs 50, such as saw-cuts, or slits produced without removal of material (by "slitting"), are made each time on either side of the notch 46 and parallel to the edge 48 and through the thickness of the corresponding side wall 24. This makes it possible to define two tongues 52 issuing from the lateral walls 24. In the position of FIG. 5, the tongues 52 are in their original position, that is to say that they lie in the extension one of them. on the other, being disposed on either side of the corresponding lug 44.
Ces languettes permettent ensuite d'assurer un verrouillage en position de la patte repliée correspondante par pliage vers l'intérieur comme montré sur la figure 6. Lorsque ces languettes 52 sont repliées, elles viennent s'engager chacune dans une découpe 54 de la paroi latérale 34 du couvercle qui est adjacente à la patte repliée. Pour assurer un bon positionnement du couvercle par rapport au collecteur, il suffit de prévoir au moins une patte repliéeThese tongues then allow locking in position of the corresponding folded tab by folding inwards as shown in Figure 6. When these tabs 52 are folded, they are each engage in a cut 54 of the side wall 34 of the cover which is adjacent to the folded tab. To ensure proper positioning of the cover relative to the collector, it is sufficient to provide at least one folded tab
44 sur chacune des parois latérales 34 du couvercle.44 on each of the side walls 34 of the cover.
Comme on le voit sur la figure 7, chacune des encoches 46 des parois latérales 24 du collecteur présente un bord inférieur 56 réalisé en biseau et permettant un bon encrage de la patte repliée correspondante. Cette forme en biseau facilite également un bon maintien en position du couvercle dans le collecteur avant même la déformation des languettes 52. Il en résulte un maintien en position du couvercle et du collecteur, dans les trois directions spatiales, en vue de leur assemblage par brasage.As seen in Figure 7, each of the notches 46 of the side walls 24 of the manifold has a lower edge 56 made bevel and allowing a good inking of the corresponding folded tab. This beveled shape also facilitates a good holding in position of the cover in the manifold even before the deformation of the tongues 52. This results in maintaining in position the cover and the collector, in the three spatial directions, for their assembly by soldering.
Ce dernier assemblage s'effectue de préférence lors d'une seule opération de brasage par passage dans un four. La boîte collectrice est avantageusement brasée en même temps que les autres composants de l'échangeur de chaleur, c'est- à-dire le faisceau de tubes et d' intercalaires ondulés et une autre boîte collectrice.This last assembly is preferably carried out in a single brazing operation by passing through an oven. The manifold is advantageously brazed together with the other components of the heat exchanger, ie the bundle of corrugated tubes and spacers and another manifold.
Les différents composants de l'échangeur de chaleur sont avantageusement réalisés en aluminium ou en alliage à base d' aluminium.The various components of the heat exchanger are advantageously made of aluminum or an aluminum-based alloy.
On comprendra que d'autres moyens de maintien sont envisageables pour réaliser un pré-assemblage du collecteur et du collecteur. Il est envisageable par exemple d'utiliser des moyens de clinchage ou d'autres moyens mécaniques .It will be understood that other holding means can be envisaged for pre-assembling the collector and the collector. It is conceivable, for example, to use clinching means or other mechanical means.
L' invention trouve une application particulière aux échangeurs de chaleur destinés aux véhicules automobiles.The invention finds particular application to heat exchangers for motor vehicles.
Ces échangeurs de chaleur peuvent être réalisés notamment sous la forme d'un radiateur de refroidissement d'un moteur à combustion interne, ou d'un radiateur de chauffage de l'habitacle du véhicule, ou d'un échangeur destiné à un circuit de climatisation, ou encore d'un refroidisseur d'air de suralimentation. These heat exchangers can be produced in particular in the form of a cooling radiator of an internal combustion engine, or a heating radiator of the passenger compartment of the vehicle, or an exchanger intended for an air conditioning circuit. , or a charge air cooler.

Claims

Revendications claims
1. Boîte collectrice d' échangeur de chaleur, comprenant un collecteur et un couvercle assemblés par brasage,1. Heat exchanger collector box, comprising a collector and a lid assembled by brazing,
caractérisée en ce que le collecteur (18) est un élément à profil en U présentant une paroi de fond (20) munie de trous (22) pour l'insertion de tubes (14) et deux parois latérales (24) raccordées à la paroi de fond (20), en ce que le couvercle (30) est aussi un élément à profil en U présentant une paroi de fond (32) et deux parois latéralescharacterized in that the collector (18) is a U-shaped member having a bottom wall (20) provided with holes (22) for insertion of tubes (14) and two side walls (24) connected to the wall base (20), in that the cover (30) is also a U-profile element having a bottom wall (32) and two side walls
(34) raccordées à la paroi de fond (32), et en ce que le couvercle (30) est emboîté dans le collecteur (18) de sorte que leurs profils en U respectifs soient orientés dans une même direction à l'opposé des tubes, le collecteur et le couvercle étant assemblés le long d'une surface de brasage continue s' étendant sur les surfaces respectives.(34) connected to the bottom wall (32), and in that the cover (30) is nested in the manifold (18) so that their respective U-profiles are oriented in the same direction opposite the tubes the collector and the cover being assembled along a continuous brazing surface extending over the respective surfaces.
2. Boîte collectrice selon la revendication 1 caractérisée en ce que les parois latérales (24) du collecteur (18) formant les deux branches du U sont de hauteur identique.2. collector box according to claim 1 characterized in that the side walls (24) of the collector (18) forming the two branches of the U are of identical height.
3. Boîte collectrice selon la revendication 2 caractérisée en ce que les parois latérales (34) du couvercle (30) formant les deux branches du U sont de hauteur identique.3. collector box according to claim 2 characterized in that the side walls (34) of the cover (30) forming the two branches of the U are of identical height.
4. Boîte collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le couvercle (30) comporte deux régions d'extrémité (36) recourbées en direction de la paroi de fond (20) du collecteur (18), dans chacune desquelles, la paroi de fond (32) du couvercle (30) présente une partie incurvée (38) terminée par un rebord (40) propre à venir en appui contre la paroi de fond (20) du collecteur (18), le rebord (40) se raccordant à une partie cintrée (42) de chaque paroi latérale (34) du couvercle (30) .4. collector box according to one of the preceding claims, characterized in that the cover (30) comprises two end regions (36) curved towards the bottom wall (20) of the collector (18), in each of which , the bottom wall (32) of the lid (30) has a curved portion (38) terminated by a flange (40) suitable for bearing against the bottom wall (20) of the collector (18), the flange (40) ) connecting to a bent portion (42) of each side wall (34) of the lid (30).
5. Boîte collectrice selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les deux régions d'extrémité (36) du couvercle (30) sont réalisées par emboutissage.5. Collector box according to the preceding claim, characterized in that the two end regions (36) of the cover (30) are made by stamping.
6. Boîte collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les parois latérales (24) du collecteur (18) ont une hauteur évolutive, à partir de la paroi de fond (20) .6. header box according to one of the preceding claims, characterized in that the side walls (24) of the collector (18) have a progressive height, from the bottom wall (20).
7. Boîte collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les parois latérales (24) du collecteur (18) sont généralement planes et font un angle d'environ 90° avec la paroi de fond (20) du collecteur (18) .Container according to one of the preceding claims, characterized in that the side walls (24) of the collector (18) are generally flat and at an angle of approximately 90 ° with the bottom wall (20) of the collector ( 18).
8. Boîte collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les parois latéralesContainer according to one of the preceding claims, characterized in that the side walls
(34) du couvercle (30) sont généralement planes et font un angle d'environ 90° avec la paroi de fond (32) du couvercle (30) .(34) of the cover (30) are generally planar and make an angle of about 90 ° with the bottom wall (32) of the cover (30).
9. Boîte collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'un au moins du collecteur (18) et du couvercle (30) est revêtu d'un placage de brasage () .9. header box according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the collector (18) and the lid (30) is coated with a solder plating ().
10. Boîte collectrice selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le collecteur (18) est muni d'un placage de brasage du côté extérieur du profil en U et le couvercle (30) d'un placage de brasage du côté extérieur du profil en U.10. Slip header according to the preceding claim, characterized in that the collector (18) is provided with a solder plating on the outside of the U-profile and the cover (30) of a solder plating on the outside of the profile. in U.
11. Boîte collectrice selon la revendication 9, caractérisée en ce que le couvercle (30) est muni d'un placage de brasage du côté intérieur du profil en U et d'un autre placage de brasage du côté extérieur du profil en U.The header box according to claim 9, characterized in that the cover (30) is provided with a solder plating on the inside of the U-profile and another solder plating on the outside of the U-profile.
12. Boîte collectrice selon la revendication 9, caractérisée en ce que le collecteur (18) est muni d'un placage anti-corrosion du côté intérieur du profil en U.Container according to Claim 9, characterized in that the collector (18) is provided with an anti-corrosion coating on the inside of the U-shaped profile.
13. Boîte collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de maintien (44, 46) pour assurer un pré-assemblage du collecteur (18) et du couvercle (30) en vue du brasage.13. header box according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises holding means (44, 46) to ensure a pre-assembly of the collector (18) and the cover (30) for brazing.
14. Boîte collectrice selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens de maintien comprennent des pattes repliées (44) issues des parois latérales (34) du couvercle (30) et reçues dans des encoches respectives (46) des parois latérales (24) du collecteur (18).14. collector box according to the preceding claim, characterized in that the holding means comprise folded tabs (44) from the side walls (34) of the cover (30) and received in respective notches (46) of the side walls (24). ) of the collector (18).
15. Boîte collectrice selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les encoches (46) des parois latérales (24) du collecteur (18) présente un bord inférieur (56) réalisé en biseau et permettant un bon encrage de la patte repliée (44) correspondante.15. Collector box according to the preceding claim, characterized in that the notches (46) of the side walls (24) of the manifold (18) has a lower edge (56) bevelled and allowing a good inking of the folded tab (44). ) corresponding.
16. Boîte collectrice selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque patte repliée (44) est verrouillée en position dans son encoche respective (46) par deux languettes (52) issues d'une paroi latérale (24) du collecteur (18) et déformées pour s'engager chacune dans une découpe (54) de la paroi latérale du couvercle, située adjacente à la patte repliée (44) .16. Collector box according to the preceding claim, characterized in that each folded tab (44) is locked in position in its respective notch (46) by two tabs (52) from a side wall (24) of the manifold (18). and deformed to each engage in a cutout (54) of the side wall of the lid, located adjacent to the folded tab (44).
17. Échangeur de chaleur comprenant au moins une boîte collectrice (12) selon l'une des revendications précédentes. 17. Heat exchanger comprising at least one manifold (12) according to one of the preceding claims.
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