WO2018060623A2 - Échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile - Google Patents

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WO2018060623A2
WO2018060623A2 PCT/FR2017/052630 FR2017052630W WO2018060623A2 WO 2018060623 A2 WO2018060623 A2 WO 2018060623A2 FR 2017052630 W FR2017052630 W FR 2017052630W WO 2018060623 A2 WO2018060623 A2 WO 2018060623A2
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heat exchanger
manifold
cover
plate
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José TRINDADE
Xavier Marchadier
Fabien BIREAUD
Rémi TOURNOIS
Valériane HIDDEN
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Valeo Systemes Thermiques
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    • F28F9/165—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by using additional preformed parts, e.g. sleeves, gaskets
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    • F28F2280/00—Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts

Definitions

  • Heat exchanger in particular for a motor vehicle
  • the invention relates to the field of heat exchangers, especially for motor vehicles.
  • Heat exchangers conventionally comprise a heat exchange bundle of tubes and at least one, usually two collector boxes or fluid distribution boxes.
  • each manifold comprises at least two parts: a collector plate receiving the ends of the tubes and a cover that caps the collector plate to at least partially close the collector box.
  • Interlayers or fins may also be provided between the tubes to improve heat exchange.
  • the various elements of such a heat exchanger are metallic, for example aluminum or aluminum alloy, and can be assembled and brazed by passing through a brazing furnace, to ensure the joining of all elements.
  • brazed heat exchanger Such a heat exchanger whose different elements are permanently fixed to each other by a brazing operation is called brazed heat exchanger.
  • the tubes can be arranged with a tight pitch, for example of the order of 6 mm.
  • the increase in the number of tubes of the heat exchange bundle makes it possible to improve the performance of the so-called brazed heat exchangers.
  • two lateral cheeks may be provided on either side of the heat exchange bundle and are therefore interposed between the two collector boxes. These side cheeks may have interfaces allowing in particular the attachment of the heat exchanger on the vehicle structure or even the attachment of accessories on the heat exchanger. In a brazed heat exchanger, the lateral cheeks are soldered at each end to the collector plate of each collecting box.
  • the heat exchangers are subjected to many mechanical stresses due to the pressure of the fluid passing through it, but also to vibrations and thermal variations during the various operating cycles.
  • phenomena of expansion and shrinkage related to temperature variations can occur, particularly at the level of the connections between the collector plate and the tubes.
  • each collecting plate may be provided with mechanical fixing means, for example crimping, adapted to cooperate with a peripheral rim of the cover which is fixed on the manifold plate by compressing a seal disposed on the collecting plate.
  • the ends of the tubes are assembled to each header plate by expanding the ends of the tubes so as to compress the seal between the ends of the tubes and the header plate.
  • the seal makes it possible to seal between the cover and the header plate but also between the ends of the tubes and the header plate. In addition, the seal makes it possible to compensate for the phenomena of expansion and retraction that may occur. Such a mechanical assembly therefore reduces the risk of leakage of the fluid.
  • collector plates must meet mechanical strength criteria for example during crimping on the lid and pressure and endurance constraints.
  • metal collector plates in particular of aluminum or of aluminum alloy.
  • the header plate is usually provided with flanges through which the ends of the tubes pass.
  • the number of tubes passing through the collector plate is limited by the thickness of the collars, especially when the collector plate and its collars are metallic.
  • the tubes in a mechanical assembly heat exchanger are therefore of lower density than in a brazed heat exchanger. This results in a lower thermal performance in a mechanical assembly heat exchanger compared to a brazed heat exchanger for an equivalent size.
  • the invention therefore aims to at least partially overcome these problems of the prior art by providing a heat exchanger to optimize thermal performance while reducing the risk of leakage and strengthening the connection between the side cheeks and boxes collector.
  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, said exchanger comprising:
  • a heat exchange bundle comprising a plurality of tubes opening into said at least one collector and two lateral cheeks arranged on either side of the plurality of tubes.
  • the heat exchange bundle is assembled by soldering, and said exchanger further comprises means for mechanically fastening the lateral cheeks to said at least one manifold.
  • the lateral cheeks of the brazed heat exchange bundle are mechanically assembled to each manifold thus adding a mechanical restraint so as to limit the risk of breakage of connection between the side cheeks of the brazed bundle and the collector boxes, even under conditions of use subjecting the heat exchanger to mechanical stresses of pressure and significant vibrations.
  • the heat exchanger may further comprise one or more of the following features, taken separately or in combination:
  • the mechanical fixing means comprise fastening means carried by the lateral cheeks and / or by said at least one collecting box;
  • the mechanical fastening means comprise inserts assembled on the side flanges and said at least one collector box;
  • said at least one manifold comprises: a collector plate traversed by the ends of the tubes, and a lid assembled to the collector plate so as to close the collector box,
  • the mechanical fastening means are configured to mechanically assemble the lateral cheeks to the cover of said at least one manifold;
  • the lateral cheeks respectively have at least one fastening tab extending in the extension of the corresponding lateral cheek and in the direction of the at least one a collector box,
  • the mechanical fastening means are configured to mechanically assemble the fastening tabs of the side flanges to the cover of said at least one manifold;
  • the cover comprises at least one first fastening means, and the fastening tongues respectively comprise at least one second mechanical fastening means complementary to a first fastening means;
  • said at least one fixing tongue is arranged in abutment against the header plate and at least a portion of the cover;
  • the mechanical fastening means are selected from crimping means, latching means, screwing means, riveting means and at least one staple;
  • the fixing tabs are respectively terminated by crimping tabs configured to be folded against a peripheral edge of the lid;
  • the collector plate has a substantially longitudinal shape and extends transversely relative to the tubes;
  • the mechanical fastening means comprise at least one clip arranged partially around a longitudinal end of the collecting plate and having a housing for receiving said at least one fastening tab;
  • At least one clip comprises two lateral branches respectively having at one end a flexible detent tab configured to abut against a stop on the cover;
  • the lateral cheeks extend parallel to the tubes
  • said at least one manifold comprises at least one compressible seal arranged at least partially on the collector plate and around the ends of the tubes opening into the collector box;
  • the tubes are mechanically assembled to the header by flaring the ends of the tubes so as to compress the seal.
  • the seal provides both a sealing function and mechanical connection between the brazed heat exchange bundle and each manifold.
  • FIG. 1 is a sloping top-to-bottom view of a heat exchanger according to the invention showing in part a heat exchange bundle and a collector box;
  • FIG. 2 is a partial perspective view showing a first variant; means for mechanically fastening a lateral cheek of the heat exchange bundle to a cover of the header box,
  • FIG. 3 is a sectional view of FIG. 2;
  • FIG. 4 is a perspective view of a collector plate of the collector box
  • FIG. 5a is a partial perspective view showing a second variant of means for mechanically fastening the lateral cheek of the heat exchange bundle to the cover of FIG. the collector box
  • FIG. 5b is a partial perspective view showing the cover of FIG. 5a carrying a mechanical fastening means according to the second variant
  • FIG. 6a is a partial perspective view showing an exploded mechanical fastening means of the lateral cheek of the heat exchange bundle to the cover of the manifold box according to a third variant
  • FIG. 6b is a partial perspective view showing the mechanical fastening means according to the third variant in the assembled state on the lateral cheek and the cover
  • FIG. 7a is a fragmentary perspective view showing an exploded fastening means. mechanics of the lateral cheek of the heat exchange bundle at the lid of the header box according to a fourth variant
  • FIG. 7b is a partial perspective view showing the mechanical fastening means according to the fourth variant in the assembled state on the lateral cheek and the cover
  • FIG. 8a is a partial perspective view showing an exploded fastening means; mechanics of the lateral cheek of the heat exchange bundle at the cover of the collector box according to a fifth variant
  • FIG. 8b is a partial perspective view showing the mechanical fixing means according to the fifth variant in the assembled state on the lateral cheek and the cover
  • FIG. 9 is a perspective view of a seal of the manifold box
  • FIG. 10a is a perspective view of a lower face of an internal plate of the manifold box
  • FIG. 10b is a perspective view of an upper face of the inner plate of the manifold
  • FIG. 10c is an enlarged partial view of a portion of FIG. 10b.
  • the invention relates to a heat exchanger 1 for a motor vehicle, such as a radiator.
  • a heat exchanger 1 conventionally comprises a heat exchange bundle 10 comprising a stack of tubes 11 generally alternately with tabs 13, as well as two lateral cheeks 15 on both sides. other of the heat exchange bundle 10.
  • the heat exchanger 1 also comprises at least one header box 20, generally two collector boxes 20, each comprising a collector plate 21 through which the tubes 11 pass, and a cover 23 intended to be fixed on the collector plate 21 to at least partially close the collector box 20.
  • the tubes 11 extend longitudinally along a longitudinal axis L T (FIG. 1) and are mounted between two collecting boxes 20, via the collector plates 21 arranged transversely along the axis T (FIG. 3) with respect to the tubes 11. and respectively traversed by the ends of the tubes 11.
  • the manifold or boxes 20 can distribute a first fluid to the tubes 11 or collect the first fluid having traveled through these tubes 11.
  • the tubes 11 are therefore intended to be traversed by the first fluid.
  • the heat exchange bundle 10 is for example intended to be mechanically assembled to the or each manifold 20, by expansion of the ends of the tubes 11 opening into the manifold 20.
  • the or each manifold box 20 further comprises a seal 25 ( Figures 1 and 3). More specifically, it is a compressible seal 25 intended to be arranged on the collecting plate 21 and around the ends of the tubes 11 opening into the manifold 20 to the assembly of the heat exchanger 1.
  • the side flanges 15 are not brazed to the collector plate 21 unlike the solutions of the prior art fully brazed heat exchanger .
  • Each manifold box 20 may further include an inner plate 27 ( Figures 1 and 3) separate from the header plate 21, and arranged at least partially against the seal 25 so as to maintain the seal 25 around the ends of the tubes 11 in the assembled state of the heat exchanger 1.
  • This plate 27 is called “internal plate” because of its arrangement in the interior volume of the manifold 20 defined between the header plate 21 and the cover 23.
  • the collector plate 21 has a substantially longitudinal shape and extends along the axis ⁇ ( ⁇ FIG. 3).
  • a plurality of openings 211 are provided on the header plate 21 for the passage of the ends of the tubes 11 of the heat exchange bundle 10.
  • the shape of these openings 211 is complementary to the shape of the ends of the tubes 11 before they are flared.
  • the openings 211 are substantially oblong, and extend longitudinally substantially transversely to the longitudinal axis LT of the tubes 11 in the assembled state of the heat exchanger 1.
  • the manifold plate 21 further comprises fastening means 213 to the lid 23.
  • the header plate 21 has a peripheral edge 215 having these fastening means 213.
  • the header plate 21 can be folded over its periphery to form the peripheral edge 215.
  • the crimping lugs 231 may be provided on the entire periphery of the peripheral rim 215 or alternatively only on certain sides, for example only on the long sides.
  • the header plate 21 is substantially flat and free of collar, more precisely it comprises a bottom 217 flat and devoid of collar, in which are formed the openings 211 and relative to which the peripheral edge 215 is elevated.
  • the header plate 21 has no groove, groove or the like to accommodate the seal 25.
  • the header plate 21 could have a groove or groove to accommodate at least a portion sealing gasket 25 serving to seal between the cover 23 and the collector plate 21.
  • the cover 23 for its part, is assembled on the collector plate 21 and has a principal longitudinal extension direction substantially transverse to the longitudinal axis LT of the tubes 11 in the state assembled exchanger 1.
  • the cover 23 has in the illustrated example two large opposite longitudinal sides, two opposite small side sides, and a substantially arch form connecting the four sides.
  • the cover 23 may be made of plastic according to the embodiments described with reference to Figures 1 to 8b. In this case, it is the compression of the seal 25 which provides a tight connection between the cover 23 and the collector plate 21.
  • Each cover 23 generally has one or more connectors 230 'for connecting the heat exchanger 1, by way of non-limiting example, a circuit of the first fluid or a drain circuit.
  • Such connectors 230 ' are known to those skilled in the art and are not detailed herein.
  • the lid 23 has a cover foot 231 intended to be fixed to the header plate 21, for example by means of the crimping tabs 213 of the header plate 21 which are crimped onto the cover foot 231 at the assembly (see FIG. Figures 1 to 3, 5a and 6a to 8b).
  • This cover foot 231 thus forms a peripheral rim.
  • the cover foot 231 then bears against the seal 25, more precisely against a peripheral portion of the seal 25, between the cover 23 and the collector plate 21 during crimping.
  • the cover 23 may comprise a first fastening means 232; 233; 234; 235 which can be configured to cooperate with a second complementary fastening means 152; 153; 154 carried by a side cheek 15 and / or with an insert as will be described in more detail later.
  • the first attachment means 232; 234; 235 may be formed on or integral with the cover 23.
  • the cover 23 comprises a snap-in means such as a clip or a detent tab 232.
  • the cover 23 may carry a nut 233 for a screw connection.
  • the cover 23 could have an internal thread.
  • the cover 23 may have fixing walls 234 provided with holes and configured to allow assembly by riveting.
  • the cover 23 may comprise at least one pin or locking pin 235, for example integral with the cover 23, and forming an outgrowth or protrusion on the cover 23.
  • the seal 25, better visible in Figure 9, is for example made of elastomer such as an ethylene-propylene-diene monomer known under the acronym EPDM.
  • the seal 25 is arranged to be compressed between the ends of the heat exchange tubes 11 and the inner plate 27, in the assembled state of the heat exchanger 1 (see Figures 1 and 3).
  • the seal 25 comprises at least two parts: a first peripheral portion 251 shaped to follow the periphery of the header plate 21, and a second portion 253, 254, 255 configured to surround the tube ends 11 at the assembly of the heat exchanger 1.
  • the first peripheral portion 251 seals between the cover 23 and the header plate 21.
  • the second portion 253, 254, 255 of the seal 25 comprises a plurality of collars 253, hereinafter called standard collars defining openings 254 for the passage of the tubes 11 and extending towards the cover 23 to the assembly of the manifold 20.
  • the standard collars 253 are intended to be received in the internal plate 27 .
  • these standard collars 253 are adapted to receive the ends of the tubes 11 at the assembly of the heat exchange bundle 10 with a collector plate 21. More precisely, the standard collars 253 extend in the same direction as the insertion direction of the tubes 11 into the collector plate 21.
  • the shape of the standard flanges 253 is complementary to that of the ends of the tubes 11.
  • the standard collars 253 have, in cross section, a substantially oblong shape before assembly of the manifold 20
  • the standard collars 253 are intended to be compressed during the expansion of the ends of the tubes 11.
  • the seal between the tubes 11 and the collector plate 21 is ensured by this compression of the standard collars 253 around the ends of the tubes 11.
  • the second part of the seal 25 may also comprise a plurality of inverted collars 255, extending opposite the standard collars 253 and made in the extension of the standard collars 253.
  • the inverted collars 255 extend through the openings 211 of the collector plate 21 when the seal 25 is arranged on the collector plate 21.
  • inverted collars 255 are also adapted to receive the ends of the tubes 11 at the assembly of the heat exchange bundle 10 at the manifold 20.
  • shape of the inverted collars 255 is also complementary to that of the tubes 11, for example substantially oblong.
  • the standard collars 253 and the inverted collars 255 extend in a direction parallel to the longitudinal axis of the tubes 11 in the assembled state of the heat exchanger 1. Finally, the standard collars 253 and the inverted collars 255 are flexible and adapt to the shape of the tubes 11 and the openings 211 of the collector plate 21.
  • the seal 25 in particular its standard collars 253 and inverted 255, provides a flexible connection between the collector plate 21 and the tubes 11, which makes it possible to absorb the stresses of deformation related to the thermal expansion.
  • the seal 25 further includes in this example a base 257, best seen in Figure 9, from which extend on one side the standard collars 253 and the opposite side the inverted collars 255.
  • the base 257 connects the peripheral portion 251 to these standard collars 253 and inverted collars 255.
  • the base 257 is arranged between the collector plate 21 and the inner plate 27. Internal plate
  • the internal plate 27 is described in more detail. advantageously made of plastic.
  • the inner plate 27 has for example a generally parallelepipedal shape, here parallelepiped rectangle.
  • This inner plate 27 comprises a plurality of openings 271 for receiving the ends of the tubes 11 and the seal 25 around the ends of the tubes 11, more precisely the standard collars 253 of the seal 25.
  • the shape of the openings 271 is adapted to the shape of the standard collars 253 and the ends of the tubes 11.
  • the openings 271 are substantially oblong and extend longitudinally substantially transversely to the longitudinal axis of the tubes 11 in the assembled state of the Heat exchanger 1.
  • any other form complementary to the shape of the standard flanges 253 of the gasket 25 and the ends of the tubes 11 may be provided.
  • the inner plate 27 is substantially planar.
  • the inner plate 27 is arranged so that the seal 25 is compressed between each tube end 11 and the inner plate 27, during the mechanical assembly of the tubes 11 to the manifold 20. More specifically, it is the standard protruding collars 253 of the seal 25 which are compressed.
  • the inner plate 27 has a lower face 27a (FIGS. 1 and 10a) intended to be arranged opposite the base 257 of the seal 25 and an opposite upper face 27b (FIGS. 1 and 10b to 10d) arranged opposite the cover 23, the assembly of the manifold 20.
  • the inner plate 27 is arranged between the base 257 of the seal 25 and the cover 23.
  • the inner plate 27 may be deformed locally around the openings 271. More specifically, the inner plate 27 is locally deformed only on the upper face 27b.
  • the inner plate 27 thus has local deformations 273 provided so that the edge of the openings 271 acts as counter-form complementary to the shape of the ends of the tubes 11 after expansion.
  • the local deformations 273 of the inner plate 27 are for example made by flares 273.
  • the ends of the tubes 11 are flared so that to follow the shape of the borders delimiting the openings 271 of the inner plate 27.
  • the inner plate 27 and the seal 25 may be two separate pieces, or alternatively may be made in one piece bi-materials, for example by co-molding.
  • the various elements of the heat exchange heat exchanger bundle 10 are metallic, preferably aluminum or aluminum alloy.
  • the tubes 11 of the heat exchange bundle are made from a metal sheet or strip.
  • the sealing of each tube 11 can be provided by soldering.
  • the tubes 11 are formed by folding, so-called “folded tube”, or they can be stapled or it can be electro-welded tubes.
  • the cross section of a tube 11 may have two parallel fluid circulation channels juxtaposed 111 and separated by at least one partition 113, also called leg forming spacer.
  • each tube 11 may have a cross section substantially "B".
  • any other type of folding can be provided.
  • other sections may be provided, for example of substantially oblong shape defining a single channel 111 for fluid circulation.
  • the brazed heat exchange bundle 10 is intended to be mechanically assembled to the or each manifold 20.
  • the heat exchanger 1 is in this case called a mechano-brazed exchanger.
  • the tubes 11 are mechanically assembled to each manifold 20, so as to pass through the manifold plate 21, the seal 25 and the inner plate 27.
  • the ends of the tubes 11 opening into this manifold 20 are then plastically deformed.
  • this mechanical assembly is by expansion or flaring of the ends of the tubes 11.
  • the ends of the tubes 11 are flared so as to bear on the seal 25 (FIGS. 1 and 3). ) of the manifold box 20.
  • the flaring of the tube ends 11 is for example made by punching these ends.
  • the flare is made localized. By localized evaporation, it is meant that the flaring is not carried out over the entire periphery of the end of a tube 11. In other words, the flaring is carried out on one or more portions of the end of the tube 11.
  • the flares 115 on the peripheries of the ends of the tubes 11 form bearing zones on the seal 25.
  • the width of the ends of the tubes 11 increases.
  • the flares 115, 117 allow the gasket 25 to be compressed in order to guarantee the seal between the collector plate 270 and the tubes 11.
  • the heat exchanger 1 may advantageously comprise one or more locking members (not shown) arranged at the end of one or more tubes 11 so as to maintain the flare (s) 115, and thus maintain the compression of the gasket. sealing 25.
  • the spacers 13 separate the tubes 11 from each other, and are intended to be traversed by a second fluid for a heat exchange with the first fluid for passing through the tubes 11
  • the disturbance generated by the presence of these spacers 13 facilitates the heat exchange between the two fluids.
  • These spacers 13, shown schematically in Figures 2 and 3, may have a substantially corrugated shape as shown in Figure 1.
  • the spacers 13 are for example brazed to the tubes 11 at the vertices of their corrugations.
  • These spacers 13 are well known to those skilled in the art and are not described in more detail herein.
  • the two lateral cheeks 15 are arranged on either side of the plurality of tubes 11, in this example on either side of the alternating stack of tubes 11 and
  • the lateral flanges 15 extend longitudinally parallel to the tubes 11.
  • the lateral cheeks 15 respectively have at least one fastening tab 150.
  • each lateral cheek 15 has two fastening tabs 150 each extending from a longitudinal end of the corresponding lateral cheek 15, in the extension of this side cheek 15.
  • Each fastening tab 150 extends towards an associated collecting box 20, more precisely in the direction of the cover 23, at the assembly of the heat exchanger 1. In other words, each fastening tab 150 extends to opposite the rest of the heat exchange bundle 10.
  • each fastening tab 150 is arranged in abutment against the collecting plate 21 and at least one portion 231 of the cover 23, and is advantageously shaped so as to following the contour of the header plate 21 and at least a portion of the cover 23, in particular the cover foot 231.
  • each attachment tab 150 may have a substantially "L" shape extending from a longitudinal end of a side cheek 15.
  • each attachment tab 150 has a substantially bent or folded shape substantially at right angles, the bend being complementary to the contour 215, 217, the header plate 21 described in more detail later.
  • each fastening tab 150 may have:
  • a second portion 150b extending opposite and in parallel with the peripheral edge 215 raised from the collecting plate 21.
  • each fastener tab 150 extends opposite a small side of the peripheral edge 215 of the header plate 21.
  • the heat exchanger 1 further comprises fastening means 60 of the side flanges 15 to each manifold 20. This is mechanical fastening means 60.
  • the mechanical fastening means 60 between the lateral cheeks 15 and the cover 23 make it possible to lock the mechanical assembly between the heat exchange bundle 10 and the manifold 20.
  • the mechanical fastening means 60 are complementary to the flaring formed on the periphery of the ends of the tubes 11 for mechanical retention.
  • the mechanical fixing means 60 may be definitive, that is to say not removable or fixed, or alternatively it may be mechanical fastening means 60 removable or removable.
  • the mechanical fixing means 60 are carried by the lateral cheeks 15 and / or by the cover 23 of each manifold 20.
  • mechanical fastening means 60 are carried by the lateral cheeks 15, they are advantageously worn by the fastening tabs 150.
  • the mechanical fixing means 60 may comprise one or more inserts 61 (FIGS. 6a, 6b), 62 (FIGS. 7a, 7b), 63 (FIGS. 8a, 8b) for locking between a lateral cheek 15 and a cover 23.
  • the mechanical fastening means 60 may allow assembly by crimping, snapping, screwing, riveting, stapling, or by plastic deformation, or any combination of such assemblies.
  • each fastening tab 150 may carry at least one second mechanical fixing means 151; 152; 153; 154 configured to cooperate with the cover foot 231 and / or with a first complementary fastening means 232; 233; 234 carried by the lid 23.
  • the second mechanical fixing means 151; 152; 153; 154 may be formed on or integrally with the lateral cheeks 15, and in particular on the fastening tabs 150 of each side cheek 15.
  • the mechanical fixing means 60 are crimping means.
  • the lateral cheeks 15 may comprise crimping tabs 151 configured to be folded down on the lid 23, more precisely on the lid base 231, at the assembly of the heat exchange bundle 10 to the manifold 20. More specifically, each fastening tab 150 of a lateral cheek 15 has such crimping tabs 151.
  • the crimping tabs 151 are formed in the extension of each fastening tab 150, in particular of the second part 150b, and come from In other words, the securing tabs 150 are respectively terminated by the crimping tabs 151 configured to be folded or bent against the cover leg 231.
  • the crimping tabs 213 on the short sides of the collector plate 21 are sufficiently spaced apart for the passage of the crimping lugs 151 of each side cheek 15. Such spacing between the crimping lugs 213 on the short sides is better visible on Figure 4. Alternatively, it can be provided that the manifold plate 21 does not have crimping tabs 213 on its short sides.
  • the mechanical fastening means 60 comprise latching means.
  • the lateral cheeks 15 may respectively comprise a housing 152 intended to receive a clip or a latching lug 232 of the cover 23, specifically made of (e) material with the cover foot 231, when the beam of heat exchange 10 is assembled to the manifold 20, according to the mounting direction shown schematically by the arrow F in Figure 5a.
  • the housing 152 may be provided on the second portion 150b of each fastening tab 150.
  • Each latching lug 232 is in the form of a protruding member with respect to the wall of the lid 23 on which it is arranged, as is best seen in Figure 5b.
  • the latching lug 232 has an inclined ramp 232a. More precisely it is a ramp 232a oblique with respect to the axis of extension of the second portion 150b of the fastening tab 150 which cooperates with the latching lug 232.
  • the second part 150b of the fastening tab 150 extends parallel to the tubes 11, the ramp 232a is oblique with respect to the longitudinal axis Lj.
  • the ramp 232a is also oblique with respect to the transverse axis along which the collecting plate 21 extends.
  • the ramp 232a has an upward inclination according to the mounting direction shown schematically by the arrow F in FIG. 5a, so as to raise the fastening tab 150 before the latching tab 232 is inserted into the 152, to ensure the mechanical locking between the side cheek 15 and the lid 23.
  • the housing may be provided on the cover 23 and the clip or the latching lug may be provided on each side flange 15, in particular on the fixing tabs 150.
  • the collector plate 21 may have on its short sides crimping tabs 213 spaced apart sufficiently to allow the passage of the fastening tab 150 to snap onto the tab of snap 232 complementary or may not have crimping tabs 213 on its short sides.
  • the mechanical fixing means 60 comprise screwing means 61.
  • At least one screw 61 / nut 233 assembly can be provided, the nut 233 being mounted in the cover 23, more precisely in a wall of the cover 23 arranged opposite the fixing tongue 150.
  • the cover 23 could have an internal thread.
  • the fixing tongue 150 has at least one hole 153 for the passage of the associated screw 61.
  • the hole 153 may have a substantially oval shape so as to allow adjustment during screwing.
  • the hole 153 is formed in the second portion 150b of the attachment tab 150 in the shape of "L".
  • the header plate 21 may have on its short sides crimping tabs 213 spaced apart sufficiently, or may not have crimping tabs 213 on its short sides, so as to allow the passage of the fixing tongue 150 to be screwed on the lid 23.
  • the mechanical fastening means 60 comprise riveting means 62.
  • each fastening tab 150 has one or more holes 154 for the passage of the riveting means 62.
  • the shape of the end of each fastening tab 150 can be adapted for producing these holes 154.
  • the end of the fastening tab 150 can be enlarged.
  • the second portion 150b of the fastening tab 150 may have a substantially "T" shape.
  • the cover 23 may comprise on each side cooperating with a fastening tongue 150, a fixing wall 234 of complementary shape to the shape of the end of the tongue.
  • associated fastener 15 which is disposed opposite this fastening tab 150 and similarly has holes (not visible) for the passage of the riveting means 62.
  • Each fixing wall 234 is here provided to allow the access to the opposite side of the riveting means 62 so as to be able to deform the riveting means 62.
  • the header plate 21 may have on its short sides crimping tabs 213 spaced apart, or may not have crimping tabs 213 on its short sides, so as to allow the passage of the fixing tongue 150 and allowing riveting between this fixing tongue 150 and the complementary fixing wall 234 of the cover 23 to be carried out.
  • the mechanical fixing means 60 comprise at least one attached fastening member such as a clip 63 intended to cooperate with both a fastening tab 150 of a lateral cheek 15 and the lid 23.
  • the staple 63 is for example a piece of plastic material.
  • This clip 63 is for example assembled in a translational movement. According to the embodiment described with reference to FIGS. 8a and 8b, during assembly, the staple 63 is slipped around the fixing tab 150, the collecting plate 21 and the cover foot 231 (not visible in FIGS. 8b) housed in the space delimited by the raised peripheral edge 215 of collecting plate 21. In other words, this clip 63 is partially arranged around a longitudinal end of the collecting plate 21.
  • the staple 63 In the assembled state (FIG. 8b), the staple 63 abuts against one or more pins or locking lugs 235 provided on the cover 23. These pins or locking lugs 235 thus form stops.
  • the staple 63 is inserted in one direction assembly substantially perpendicular to the longitudinal axis L T of the tubes 11, and substantially parallel to the transverse axis T.
  • the staple 63 has guiding elements such as rails 630 allowing it to slide relative to the collector plate 21.
  • the clip 63 has a housing 631 configured to receive the attachment tab 150, as shown in Figure 8b.
  • it is a slot 631 of complementary shape to the attachment tab 150, here the slot 631 is longitudinal.
  • the clip 63 has a generally "U" -shaped general shape with a base 632 from which two parallel lateral branches 633 extend.
  • the housing 631 for receiving the fixing tab 150 is, in this example, formed in the base 632.
  • the lateral branches 633 enclose the header plate 21 vis-a-vis.
  • each side branch 633 has, at its end opposite the base 632, a latching lug 634 configured to cooperate with the associated locking lug 235 on the cover 23 to maintain locked in position the assembly once mounted .
  • the detent tabs 634 are flexible so that they can be brought closer to the corresponding lateral branch 633 during insertion until they pass the corresponding locking lug 235, and so as to be able to abut against the locking lug 235, in particular against a lower surface of this locking lug 235 at the end of the assembly.
  • the header plate 21 does not have crimping tabs 213 on its short sides, so as to allow the passage of the clip 63 until the flexible snap tabs. 634 abut against the locking lugs 235.
  • the method comprises a step of assembling the heat exchange bundle 10 followed by a brazing step of the heat exchange bundle 10 by passing through a dedicated furnace.
  • a plurality of tubes 11 are stacked.
  • tubes 11 and tabs 13 are stacked alternately, then two cheeks are assembled.
  • lateral 15 on either side of the stack of tubes 11 and spacers 13.
  • the heat exchange bundle 10 assembled can be brazed.
  • a seal 25 is provided on a manifold plate 21, so that the inverted flanges 255 of the seal 25 are inserted into the openings 211 of the manifold plate 21 ( see Figures 1 and 3).
  • An inner plate 27 is then provided, so that the standard flanges 253 of the gasket 25 extend through the openings 271 of the inner plate 27. If the gasket 25 and the inner plate 27 are made of one piece, we have this unique piece in one step.
  • the brazed heat exchange bundle 10 is assembled at each end to a subassembly comprising a header plate 21, a seal 25, and an inner plate 27.
  • the ends of the heat exchange tubes 11 of the bundle Brazed heat exchange is inserted through a header plate 21, a seal 25 and an inner plate 27, so that the standard collars 253 of the seal 25 are arranged around the protruding ends of the tubes 11.
  • the ends of the tubes 11 are flared so as to compress the seal 25.
  • the ends of the tubes 11 may be flared, for example a first time thus forming an internal flare 117 (see FIGS. 1 and 3) so as to compress the seal 25 against the collecting plate 21.
  • the ends of the tubes 11 are advantageously flared again thus forming one or more external flares 115 so as to compressing the seal 25, more precisely its standard collars 253, against the inner plate 27.
  • the cover 23 is placed in such a way that the cover foot 231 is housed in the space delimited by the raised peripheral edge 215 of the collecting plate 21 while coming on the peripheral part 251 of the seal 25.
  • the lid 23 is assembled to the header plate 21, for example by crimping by folding the crimping tabs 213 of the header plate 21 on the cover foot 231, which ensures the compression of the seal 25, more precisely of its peripheral portion 251.
  • Mechanical assembly is also performed between the lateral cheeks 15 and the cover 23 of each manifold 20, for example by crimping by folding the crimping lugs 151 of the lateral cheeks 15 on the base of cover 231, or by means of cooperation.
  • snap-on 152, 232 carried on the one hand by the lateral cheeks 15 and on the other by the cover 23, or by screwing the fastening tongues 150 of the lateral cheeks 15 on the cover 23, or with the aid of riveting means 62 or staples 63.
  • the seal 25 provides both a function of mechanical connection between the heat exchange bundle 10 brazed and the manifold 20, but also a sealing function of the manifold 20 and between the tubes 11 and the plate collector 21.
  • the mechanical holding means 60 compensate for the absence of soldering between the lateral cheeks 15 and the collecting plates 21, and make it possible to prevent the lateral cheeks 15 from sliding with respect to the remainder of the heat exchange bundle 10 in operation. .
  • the mechanical holding means 60 add a mechanical restraint.

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Abstract

L 'invention concerne un échangeur thermique (1), notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur (1) comportant : - au moins une boite collectrice (20), et - un faisceau d'échange thermique (10) comprenant une pluralité de tubes (11) débouchant dans ladite au moins une collectrice (20) et deux joues latérales (15) agencées de part et d'autre de la pluralité de tubes (11), le faisceau d'échange thermique (10) étant assemblé par brasage. Selon l'invention ledit échangeur (1) comporte de plus des moyens de fixation mécanique (60) des joues latérales (15) à ladite au moins une boite collectrice (20).

Description

Échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile
L'invention se rapporte au domaine des échangeurs thermiques, notamment pour véhicules automobiles.
Les échangeurs thermiques comportent classiquement un faisceau d'échange thermique de tubes et au moins une, généralement deux boites collectrices ou boîtiers de distribution d'un fluide. De façon connue, chaque boite collectrice comprend au moins deux parties : une plaque collectrice recevant les extrémités des tubes et un couvercle venant coiffer la plaque collectrice pour fermer au moins partiellement la boite collectrice.
Des intercalaires ou ailettes peuvent également être prévus entre les tubes pour améliorer l'échange thermique.
Selon une solution connue, les divers éléments d'un tel échangeur thermique sont métalliques, par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium, et peuvent être assemblés puis brasés par passage dans un four de brasage, pour assurer la solidarisation de l'ensemble des éléments.
Un tel échangeur thermique dont les différents éléments sont fixés définitivement les uns aux autres par une opération de brasage est appelé échangeur thermique brasé. Avec cette technologie brasée, les tubes peuvent être agencés avec un pas serré, par exemple de l'ordre de 6mm. L'augmentation du nombre de tubes du faisceau d'échange thermique permet d'améliorer les performances des échangeurs thermiques dits brasés.
Par ailleurs, deux joues latérales peuvent être prévues de part et d'autre du faisceau d'échange thermique et sont donc interposées entre les deux boites collectrices. Ces joues latérales peuvent présenter des interfaces permettant notamment la fixation de l'échangeur thermique sur la structure du véhicule ou bien encore la fixation d'accessoires sur l'échangeur thermique. Dans un échangeur thermique brasé, les joues latérales sont brasées à chaque extrémité à la plaque collectrice de chaque boite collectrice.
Cependant, les échangeurs thermiques sont soumis à beaucoup de contraintes mécaniques dues à la pression du fluide qui le traverse, mais aussi aux vibrations ainsi qu'aux variations thermiques au cours des différents cycles de fonctionnement. En particulier, des phénomènes de dilatation et de rétractation liés aux variations de températures peuvent se produire, notamment au niveau des liaisons entre la plaque collectrice et les tubes. Ces liaisons étant rigides dans un échangeur thermique brasé, cela ne permet pas de compenser de tels phénomènes de dilatation et de rétractation. Au fil du temps ces liaisons s'affaiblissent et des ruptures et en conséquence des fuites du fluide peuvent apparaître.
De même, dans de telles conditions, il peut apparaître des zones de ruptures au niveau des liaisons par brasage entre les joues latérales et les plaques collectrices.
Une autre technologie connue est une technologie d'assemblage mécanique des éléments de l'échangeur thermique, à savoir à température ambiante, par exemple par sertissage, expansion, clipsage ou autre liaison mécanique. L'assemblage mécanique ne comporte pas d'étape de brasage des éléments formant l'échangeur thermique. En particulier, chaque plaque collectrice peut être munie de moyens de fixation mécanique, par exemple de sertissage, propres à coopérer avec un rebord périphérique du couvercle qui vient se fixer sur la plaque collectrice en assurant la compression d'un joint d'étanchéité disposé sur la plaque collectrice. En outre, les extrémités des tubes sont assemblées à chaque plaque collectrice par expansion des extrémités des tubes de façon à comprimer le joint d'étanchéité entre les extrémités des tubes et la plaque collectrice.
Le joint d'étanchéité permet d'assurer l'étanchéité entre le couvercle et la plaque collectrice mais aussi entre les extrémités des tubes et la plaque collectrice. De plus, le joint d'étanchéité permet de compenser les phénomènes de dilatation et de rétraction qui peuvent survenir. Un tel assemblage mécanique permet donc de réduire les risques de fuite du fluide.
En outre, les plaques collectrices doivent répondre à des critères de tenue mécanique par exemple lors du sertissage sur le couvercle et à des contraintes de pression et d'endurance. Pour cela, on utilise de préférence des plaques collectrices métalliques, notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium.
Par ailleurs, dans les échangeurs thermiques à assemblage mécanique connus, la plaque collectrice est habituellement munie de collets traversés par les extrémités des tubes. Le nombre de tubes traversant la plaque collectrice est limité par l'épaisseur des collets, et ce d'autant plus lorsque la plaque collectrice et ses collets sont métalliques. Les tubes dans un échangeur thermique à assemblage mécanique sont donc de moindre densité que dans un échangeur thermique brasé. Il en résulte une moins bonne performance thermique dans un échangeur thermique à assemblage mécanique par rapport à un échangeur thermique brasé pour un encombrement équivalent. L'invention a donc pour objectif de pallier au moins partiellement ces problèmes de l'art antérieur en proposant un échangeur thermique permettant d'optimiser les performances thermiques tout en réduisant les risques de fuite et en renforçant la liaison entre les joues latérales et les boites collectrices.
À cet effet l'invention a pour objet un échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur comportant :
au moins une boite collectrice, et
un faisceau d'échange thermique comprenant une pluralité de tubes débouchant dans ladite au moins une collectrice et deux joues latérales agencées de part et d'autre de la pluralité de tubes .
Selon l'invention, le faisceau d'échange thermique est assemblé par brasage, et ledit échangeur comporte de plus des moyens de fixation mécanique des joues latérales à ladite au moins une boite collectrice.
Ainsi, les joues latérales du faisceau d'échange thermique brasé sont assemblées mécaniquement à chaque boite collectrice ajoutant ainsi une retenue mécanique de façon à limiter les risques de rupture de liaison entre les joues latérales du faisceau brasé et les boites collectrices, même dans des conditions d'utilisation soumettant l'échangeur thermique à des contraintes mécaniques de pression et de vibrations importantes.
L'échangeur thermique peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :
les moyens de fixation mécanique comportent des moyens de fixation portés par les joues latérales et/ou par ladite au moins une boite collectrice ;
les moyens de fixation mécanique comportent des pièces rapportées assemblées sur les joues latérales et ladite au moins une boite collectrice ;
- ladite au moins une boite collectrice comporte : une plaque collectrice traversée par les extrémités des tubes, et un couvercle assemblé à la plaque collectrice de façon à fermer la boite collectrice,
les moyens de fixation mécanique sont configurés pour assembler mécaniquement les joues latérales au couvercle de ladite au moins une boite collectrice ;
- les joues latérales présentent respectivement au moins une languette de fixation s 'étendant dans le prolongement de la joue latérale correspondante et en direction de ladite au moins une boite collectrice,
les moyens de fixation mécanique sont configurés pour assembler mécaniquement les languettes de fixation des joues latérales au couvercle de ladite au moins une boite collectrice ;
- le couvercle comporte au moins un premier moyen de fixation, et les languettes de fixation comportent respectivement au moins un deuxième moyen de fixation mécanique complémentaire d'un premier moyen de fixation ;
ladite au moins une languette de fixation est agencée en appui contre la plaque collectrice et au moins une partie du couvercle ;
- les moyens de fixation mécanique sont choisis parmi des moyens de sertissage, des moyens d' encliquetage, des moyens de vissage, des moyens de rivetage et au moins une agrafe ;
les languettes de fixation sont respectivement terminées par des pattes de sertissage configurées pour être rabattues contre un bord périphérique du couvercle ;
- la plaque collectrice présente une forme sensiblement longitudinale et s'étend transversalement par rapport aux tubes ;
les moyens de fixation mécanique comportent au moins une agrafe agencée partiellement autour d'une extrémité longitudinale de la plaque collectrice et présentant un logement de réception de ladite au moins une languette de fixation ;
- ladite au moins une agrafe comprend deux branches latérales présentant respectivement à une extrémité une patte flexible d' encliquetage configurée pour venir en appui contre une butée sur le couvercle ;
les joues latérales s'étendent parallèlement aux tubes ;
ladite au moins une boite collectrice comporte au moins un joint d'étanchéité compressible agencé au moins partiellement sur la plaque collectrice et autour des extrémités des tubes débouchant dans la boite collectrice ;
les tubes sont assemblés mécaniquement à la boite collectrice par évasage des extrémités des tubes de façon à comprimer le joint d'étanchéité. Le joint d'étanchéité assure à la fois une fonction d'étanchéité et de liaison mécanique entre le faisceau d'échange thermique brasé et chaque boite collectrice.
Avec un tel assemblage mécanique entre le faisceau d'échange thermique et la boite collectrice, les tubes et les joues latérales ne sont pas brasés avec la plaque collectrice de la boite collectrice contrairement aux solutions de l'art antérieur, mais sont assemblés mécaniquement à chaque boite collectrice, afin de garantir la résistance à la pression et autres contraintes mécaniques en fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue en tranche de haut en bas d'un échangeur thermique selon l'invention montrant en partie un faisceau d'échange thermique et une boite collectrice, - la figure 2 est une vue partielle en perspective montrant une première variante de moyens de fixation mécanique d'une joue latérale du faisceau d'échange thermique à un couvercle de la boite collectrice,
- la figure 3 est une vue en coupe de la figure 2,
- la figure 4 est une vue perspective d'une plaque collectrice de la boite collectrice, - la figure 5a est une vue partielle en perspective montrant une deuxième variante de moyens de fixation mécanique de la joue latérale du faisceau d'échange thermique au couvercle de la boite collectrice,
- la figure 5b est une vue partielle en perspective montrant le couvercle de la figure 5a portant un moyen de fixation mécanique selon la deuxième variante,
- la figure 6a est une vue partielle en perspective montrant en éclaté des moyens de fixation mécanique de la joue latérale du faisceau d'échange thermique au couvercle de la boite collectrice selon une troisième variante,
- la figure 6b est une vue partielle en perspective montrant les moyens de fixation mécanique selon la troisième variante à l'état assemblé sur la joue latérale et le couvercle, - la figure 7a est une vue partielle en perspective montrant en éclaté des moyens de fixation mécanique de la joue latérale du faisceau d'échange thermique au couvercle de la boite collectrice selon une quatrième variante,
- la figure 7b est une vue partielle en perspective montrant les moyens de fixation mécanique selon la quatrième variante à l'état assemblé sur la joue latérale et le couvercle, - la figure 8a est une vue partielle en perspective montrant en éclaté des moyens de fixation mécanique de la joue latérale du faisceau d'échange thermique au couvercle de la boite collectrice selon une cinquième variante, - la figure 8b est une vue partielle en perspective montrant les moyens de fixation mécanique selon la cinquième variante à l'état assemblé sur la joue latérale et le couvercle,
- la figure 9 est une vue en perspective d'un joint d'étanchéité de la boite collectrice, - la figure 10a est une vue en perspective d'une face inférieure d'une plaque interne de la boite collectrice,
- la figure 10b est une vue en perspective d'une face supérieure de la plaque interne de la boite collectrice,
- la figure 10c est une vue partielle agrandie d'une portion de la figure 10b, et
- la figure 1 Od est une vue partielle selon une coupe d' axe I-I de la figure 10b .
Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes ou variantes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode ou la même variante de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode ou une seule variante de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes ou différentes variantes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.
Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps. Échangeur thermique
L'invention concerne un échangeur thermique 1 pour véhicule automobile, tel qu'un radiateur.
Comme cela est partiellement illustré sur les figures 1 à 3, un échangeur thermique 1 comporte classiquement un faisceau d'échange thermique 10 comprenant un empilement de tubes 11 généralement avec alternés avec des intercalaires 13, ainsi que deux joues latérales 15 de part et d'autre du faisceau d'échange thermique 10.
L' échangeur thermique 1 comporte également au moins une boite collectrice 20, généralement deux boites collectrices 20, comprenant chacune une plaque collectrice 21 traversée par les tubes 11, et un couvercle 23 destiné à venir se fixer sur la plaque collectrice 21 pour fermer au moins partiellement la boite collectrice 20.
Les tubes 11 s'étendent longitudinalement selon un axe longitudinal LT (figure 1) et sont montés entre deux boites collectrices 20, par l'intermédiaire des plaques collectrices 21 disposées transversalement selon l'axe T (figure 3) par rapport aux tubes 11 et respectivement traversées par les extrémités des tubes 11.
La ou les boites collectrices 20 permettent de distribuer un premier fluide vers les tubes 11 ou de collecter le premier fluide ayant parcouru ces tubes 11. Les tubes 11 sont donc destinés à être traversés par le premier fluide.
Le faisceau d'échange thermique 10 est par exemple destiné à être assemblé mécaniquement à la ou chaque boite collectrice 20, par expansion des extrémités des tubes 11 débouchant dans la boite collectrice 20. Dans ce cas, la ou chaque boite collectrice 20 comporte de plus un joint d'étanchéité 25 (figures 1 et 3). Plus précisément, il s'agit d'un joint d'étanchéité 25 compressible destiné à être agencé sur la plaque collectrice 21 et autour des extrémités des tubes 11 débouchant dans la boite collectrice 20 à l'assemblage de l'échangeur thermique 1.
En outre, lorsque l'assemblage est mécanique entre les tubes 11 et les boites collectrices 20, dans ce cas, les joues latérales 15 ne sont pas brasées à la plaque collectrice 21 contrairement aux solutions de l'art antérieur d'échangeur thermique entièrement brasé.
Chaque boite collectrice 20 peut comporter en outre une plaque interne 27 (figures 1 et 3) distincte de la plaque collectrice 21, et agencée au moins en partie contre le joint d'étanchéité 25 de façon à maintenir le joint d'étanchéité 25 autour des extrémités des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1. Cette plaque 27 est nommée « plaque interne » du fait de son agencement dans le volume intérieur de la boite collectrice 20 défini entre la plaque collectrice 21 et le couvercle 23.
Boite collectrice
En référence aux figures 1 à lOd, on décrit ci- après plus en détail les éléments de chaque boite collectrice 20. Plaque collectrice
En ce qui concerne la plaque collectrice 21, on se réfère plus particulièrement à la figure 4. La plaque collectrice 21 présente une forme sensiblement longitudinale et s'étend selon l'axe Γ(νοίτ figure 3).
Une pluralité d'ouvertures 211 sont ménagées sur la plaque collectrice 21 pour le passage des extrémités des tubes 11 du faisceau d'échange thermique 10. Dans l'exemple illustré, la forme de ces ouvertures 211 est complémentaire à la forme des extrémités des tubes 11 avant leur évasage. Par exemple, les ouvertures 211 sont sensiblement oblongues, et s'étendent longitudinalement de façon sensiblement transversale à l'axe longitudinal LT des tubes 11 à Γ état assemblé de Γ échangeur thermique 1.
Selon le mode de réalisation illustré, la plaque collectrice 21 comporte de plus des moyens de fixation 213 au couvercle 23. Il s'agit ici de moyens de fixation mécanique 213, tels que des pattes de sertissage susceptibles d'être rabattues sur le couvercle 23.
À titre d'exemple, la plaque collectrice 21 présente une bordure périphérique 215 présentant ces moyens de fixation 213. Dans cet exemple, la plaque collectrice 21 peut être repliée sur son pourtour pour former la bordure périphérique 215.
Les pattes de sertissage 231 peuvent être prévues sur toute la périphérie de la bordure périphérique 215 ou en variante seulement sur certains côtés, par exemple seulement sur les grands côtés.
Par ailleurs, selon le mode de réalisation illustré, la plaque collectrice 21 est sensiblement plane et dépourvue de collet, plus précisément elle comporte un fond 217 plan et dépourvu de collet, dans lequel sont ménagées les ouvertures 211 et par rapport auquel la bordure périphérique 215 est surélevée.
En outre, selon ce mode de réalisation, la plaque collectrice 21 ne comporte pas de gorge, rainure ou analogue pour loger le joint d'étanchéité 25. En variante, la plaque collectrice 21 pourrait comporter une gorge ou rainure pour loger au moins une partie du joint d'étanchéité 25 servant à assurer l'étanchéité entre le couvercle 23 et la plaque collectrice 21.
Couvercle
En se référant de nouveau aux figures 1 à 3, le couvercle 23, quant à lui, est assemblé sur la plaque collectrice 21 et présente une direction d'extension principale longitudinale sensiblement transversale à l'axe longitudinal LT des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1. Le couvercle 23 présente dans l'exemple illustré deux grands côtés longitudinaux opposés, deux petits côtés latéraux opposés, et une forme sensiblement de voûte reliant les quatre côtés.
Le couvercle 23 peut être réalisé en plastique selon les modes de réalisation décrits en référence aux figures 1 à 8b. Dans ce cas, c'est la compression du joint d'étanchéité 25 qui assure une liaison étanche entre le couvercle 23 et la plaque collectrice 21.
Chaque couvercle 23 présente généralement une ou plusieurs connectiques 230' permettant de raccorder l'échangeur thermique 1, à titre d'exemple non limitatif, à un circuit du premier fluide ou encore un circuit de vidange. De telles connectiques 230' sont connues de l'Homme du métier et ne sont pas détaillées dans la présente.
De plus, le couvercle 23 comporte un pied de couvercle 231 destiné à être fixé à la plaque collectrice 21, par exemple grâce aux pattes de sertissage 213 de la plaque collectrice 21 qui sont serties sur le pied de couvercle 231 à l'assemblage (voir figures 1 à 3, 5a et 6a à 8b). On entend par « pied de couvercle », la partie inférieure du couvercle 23 qui se trouve du côté du faisceau d'échange thermique 10 à l'assemblage. Ce pied de couvercle 231 forme donc un rebord périphérique. Le pied de couvercle 231 vient alors en appui contre le joint d'étanchéité 25, plus précisément contre une partie périphérique du joint d'étanchéité 25, entre le couvercle 23 et la plaque collectrice 21 lors du sertissage.
Différentes variantes du couvercle 23 sont représentées sur les figures 1 à 3 et 5a à 8b. Ces variantes de réalisation sont complémentaires de variantes de réalisation des joues latérales 15 qui seront décrites plus en détail par la suite.
Selon les variantes de réalisation illustrées sur les figures 5a à 8b, le couvercle 23 peut comporter un premier moyen de fixation 232 ; 233 ; 234 ; 235 qui peut être configuré pour coopérer avec un deuxième moyen de fixation complémentaire 152 ; 153 ; 154 porté par une joue latérale 15 et/ou avec une pièce rapportée tel que cela sera décrit plus en détail par la suite.
Le premier moyen de fixation 232 ; 234 ; 235 (figures 5a à 8b) peut être formé sur ou venu de matière avec le couvercle 23.
Selon une variante de réalisation illustrée sur les figures 5a, 5b, le couvercle 23 comporte un moyen d'encliquetage tel qu'un clip ou une patte d'encliquetage 232. Selon une autre variante de réalisation illustrée sur les figures 6a et 6b, le couvercle 23 peut porter un écrou 233 pour un assemblage par vissage. En alternative, le couvercle 23 pourrait présenter un filetage interne.
Selon encore une autre variante illustrée sur les figures 7a et 7b, le couvercle 23 peut présenter des parois de fixation 234 munies de trous et configurées pour permettre un assemblage par rivetage.
Enfin, selon une variante illustrée sur les figures 8a et 8b, le couvercle 23 peut comprendre au moins un pion ou ergot de blocage 235, par exemple venu de matière avec le couvercle 23, et formant une excroissance ou protubérance sur le couvercle 23.
Ces différentes variantes des moyens de fixation portés par le couvercle 23 ainsi que leur interaction avec les joues latérales 15 pour l'assemblage des joues latérales 15 au couvercle 23, seront détaillées par la suite.
Joint d'étanchéité
Le joint d'étanchéité 25, mieux visible sur la figure 9, est par exemple réalisé en élastomère tel qu'un monomère d'éthylène-propylène-diène connu sous le sigle EPDM.
Le joint d'étanchéité 25 est agencé de façon à être comprimé entre les extrémités des tubes 11 d'échange thermique et la plaque interne 27, à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1 (voir figures 1 et 3).
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 3, le joint d'étanchéité 25 comprend au moins deux parties : une première partie périphérique 251 conformée pour suivre le pourtour de la plaque collectrice 21, et une deuxième partie 253, 254, 255 configurée pour venir entourer les extrémités de tubes 11 à l'assemblage de l'échangeur thermique 1.
La première partie périphérique 251 assure l'étanchéité entre le couvercle 23 et la plaque collectrice 21. En référence aux figures 1, 3 et 9, la deuxième partie 253, 254, 255 du joint d'étanchéité 25 comprend une pluralité de collets 253, appelés par la suite collets standards, délimitant des ouvertures 254 pour le passage des tubes 11 et s'étendant en direction du couvercle 23 à l'assemblage de la boite collectrice 20. Les collets standards 253 sont destinés à être reçus dans la plaque interne 27.
De plus, ces collets standards 253 sont propres à recevoir les extrémités des tubes 11 à l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 à plaque collectrice 21. Plus précisément, les collets standards 253 s'étendent selon le même sens que le sens d'insertion des tubes 11 dans la plaque collectrice 21.
En outre, la forme des collets standards 253 est complémentaire à celle des extrémités des tubes 11. Dans l'exemple illustré sur la figure 9, les collets standards 253 présentent, en section transversale, une forme sensiblement oblongue avant assemblage de la boite collectrice 20. Les collets standards 253 sont destinés à être comprimés lors de l'expansion des extrémités des tubes 11. L'étanchéité entre les tubes 11 et la plaque collectrice 21 est assurée par cette compression des collets standards 253 autour des extrémités des tubes 11.
Par ailleurs, en se référant de nouveau aux figures 1 et 3, la deuxième partie du joint d'étanchéité 25 peut comprendre également une pluralité de collets inversés 255, s'étendant à l'opposé des collets standards 253 et réalisés dans le prolongement des collets standards 253.
Les collets inversés 255 s'étendent à travers les ouvertures 211 de la plaque collectrice 21 lorsque le joint d'étanchéité 25 est agencé sur la plaque collectrice 21.
Ces collets inversés 255 sont également propres à recevoir les extrémités des tubes 11 à l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 à la boite collectrice 20. En outre, la forme des collets inversés 255 est elle aussi complémentaire à celle des tubes 11, par exemple sensiblement oblongue.
Les collets standards 253 et les collets inversés 255 s'étendent selon une direction parallèle à l'axe longitudinal des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1. Enfin, les collets standards 253 et les collets inversés 255 sont souples et s'adaptent à la forme des tubes 11 et des ouvertures 211 de la plaque collectrice 21. Ainsi, le joint d'étanchéité 25, en particulier ses collets standards 253 et inversés 255, assure une liaison souple entre la plaque collectrice 21 et les tubes 11, ce qui permet d'absorber les contraintes de déformations liées à la dilatation thermique. Le joint d'étanchéité 25 comporte de plus dans cet exemple une base 257, mieux visible sur la figure 9, à partir de laquelle s'étendent d'un côté les collets standards 253 et du côté opposé les collets inversés 255. La base 257 relie la partie périphérique 251 à ces collets standards 253 et collets inversés 255. En outre, la base 257 est agencée entre la plaque collectrice 21 et la plaque interne 27. Plaque interne
En référence aux figures 10a à lOd, on décrit plus en détail la plaque interne 27, avantageusement réalisée en plastique.
La plaque interne 27 présente par exemple une forme générale sensiblement parallélépipédique, ici de parallélépipède rectangle.
Cette plaque interne 27 comprend une pluralité d'ouvertures 271 pour recevoir les extrémités des tubes 11 et le joint d'étanchéité 25 autour des extrémités des tubes 11, plus précisément les collets standards 253 du joint d'étanchéité 25. La forme des ouvertures 271 est adaptée à la forme des collets standards 253 et des extrémités des tubes 11. Dans cet exemple, les ouvertures 271 sont sensiblement oblongues et s'étendent longitudinalement de façon sensiblement transversale à l'axe longitudinal des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1. Bien entendu, on peut prévoir toute autre forme complémentaire à la forme des collets standards 253 du joint d'étanchéité 25 et des extrémités des tubes 11.
À l'exception des ouvertures 271, la plaque interne 27 est sensiblement plane.
Par ailleurs, la plaque interne 27 est agencée de sorte que le joint d'étanchéité 25 est comprimé entre chaque extrémité de tube 11 et la plaque interne 27, lors de l'assemblage mécanique des tubes 11 à la boite collectrice 20. Plus précisément, ce sont les collets standards 253 protubérants du joint d'étanchéité 25 qui sont comprimés.
La plaque interne 27 présente une face inférieure 27a (figures 1 et 10a) destinée à être agencée en regard de la base 257 du joint d'étanchéité 25 et une face supérieure 27b opposée, (figures 1 et 10b à lOd) agencée en regard du couvercle 23, à l'assemblage de la boite collectrice 20. La plaque interne 27 est donc agencée entre la base 257 du joint d'étanchéité 25 et le couvercle 23.
Par ailleurs, comme cela est mieux visible sur les figures 10b à lOd, la plaque interne 27 peut être déformée localement autour des ouvertures 271. Plus précisément, la plaque interne 27 est déformée localement uniquement sur face supérieure 27b.
La plaque interne 27 présente donc des déformations locales 273 prévues de sorte que la bordure des ouvertures 271 fait office de contre-forme complémentaire à la forme des extrémités des tubes 11 après expansion. Les déformations locales 273 de la plaque interne 27 sont par exemple réalisées par des évasements 273. Ainsi, selon le mode de réalisation décrit, lors de l'assemblage des tubes 11 à la plaque collectrice 21, les extrémités des tubes 11 sont évasées de façon à épouser la forme des bordures délimitant les ouvertures 271 de la plaque interne 27. La plaque interne 27 et le joint d'étanchéité 25 peuvent être deux pièces distinctes, ou en variante être réalisés d'une seule pièce bi-matières, par exemple par co-moulage.
Faisceau d'échange thermique
En se référant de nouveau aux figures 1 à 3, 5a et 6a à 8b, on décrit ci-après plus en détail le faisceau d'échange thermique 10 de l'échangeur thermique 1.
Il s'agit d'un faisceau d'échange thermique 10 assemblé par brasage, c'est-à-dire dont les différents éléments sont assemblés entre eux puis brasés par passage dans un four de brasage, pour assurer la solidarisation de l'ensemble des éléments du faisceau d'échange thermique 10. À cet effet, les divers éléments du faisceau d'échange thermique d'échangeur thermique 10 sont métalliques, de préférence en aluminium ou en alliage d'aluminium.
Tubes
Les tubes 11 du faisceau d'échange thermique sont réalisés à partir d'une tôle ou bande métallique. L'étanchéité de chaque tube 11 peut être assurée par brasage. Par exemple les tubes 11 sont formés par pliage, on parle alors de « tube plié », ou ils peuvent être agrafés ou encore il peut s'agir de tubes électro- soudés.
Selon l'exemple de réalisation illustré sur la figure 3, la section transversale d'un tube 11 peut présenter deux canaux de circulation de fluide parallèles juxtaposés 111 et séparés par au moins une cloison 113, aussi appelée jambe, formant entretoise. À titre d'exemple, chaque tube 11 peut présenter une section transversale sensiblement en « B ». Bien entendu, on peut prévoir tout autre type de pliage. En alternative, on peut prévoir d'autres sections, par exemple de forme sensiblement oblongue définissant un unique canal 111 de circulation de fluide.
En outre comme dit précédemment, le faisceau d'échange thermique 10 brasé est destiné à être assemblé mécaniquement à la ou chaque boite collectrice 20. L'échangeur thermique 1 est dans ce cas appelé un échangeur mécano-brasé.
Pour ce faire, les tubes 11 sont assemblés mécaniquement à chaque boite collectrice 20, de façon à traverser la plaque collectrice 21, le joint d'étanchéité 25 et la plaque interne 27. Les extrémités des tubes 11 débouchant dans cette boite collectrice 20 sont ensuite déformées de manière plastique. Selon le mode de réalisation décrit, cet assemblage mécanique se fait par expansion ou évasage des extrémités des tubes 11. À cet effet, les extrémités des tubes 11 sont évasées de façon à prendre appui sur le joint d'étanchéité 25 (figures 1 et 3) de la boite collectrice 20. L'évasage des extrémités de tubes 11 est par exemple réalisé par poinçonnage de ces extrémités. De préférence, l'évasage est réalisé de façon localisée. Par évasage localisé, on entend que l'évasage n'est pas réalisé sur toute la périphérie de l'extrémité d'un tube 11. Autrement dit, l'évasage est réalisé sur une ou plusieurs portions de l'extrémité du tube 11.
On peut prévoir d'évaser au moins localement les extrémités des tubes 11, de façon à définir un ou plusieurs évasements 115 sur la périphérie des extrémités des tubes 11. Les évasements 115 sur les périphéries des extrémités des tubes 11 forment des zones d'appui sur le joint d'étanchéité 25.
En variante, on peut prévoir en outre un ou plusieurs autres évasements dits internes 117, réalisés du côté du reste du faisceau d'échange thermique 10, soit du côté intérieur du faisceau d'échange thermique 10, comme cela est visible sur la figure 3.
Au niveau des évasements 115, 117 la largeur des extrémités des tubes 11 augmente. Les évasements 115, 117 permettent de comprimer le joint d'étanchéité 25 afin de garantir l'étanchéité entre la plaque collectrice 270 et les tubes 11.
L'échangeur thermique 1 peut avantageusement comprendre un ou plusieurs organes de verrouillage (non représentés) agencés au niveau de l'extrémité d'un ou plusieurs tubes 11 de façon à maintenir le ou les évasements 115, et ainsi maintenir la compression du joint d'étanchéité 25.
Intercalaires
Par ailleurs, dans cet exemple, les intercalaires 13 (voir figures 1 à 3) séparent les tubes 11 les uns des autres, et sont destinés à être traversés par un deuxième fluide pour un échange thermique avec le premier fluide destiné à traverser les tubes 11. La perturbation générée par la présence de ces intercalaires 13 permet de faciliter les échanges thermiques entre les deux fluides. Ces intercalaires 13, représentés de façon schématique sur les figures 2 et 3, peuvent présenter une forme sensiblement ondulée comme illustré sur la figure 1. Les intercalaires 13 sont par exemple brasés aux tubes 11 au niveau des sommets de leurs ondulations. Ces intercalaires 13 sont bien connus de l'Homme du métier et ne sont pas décrits plus en détail dans la présente.
Joues latérales
Les deux joues latérales 15 sont quant à elles agencées de part et d'autre de la pluralité de tubes 11, dans cet exemple de part et d'autre de l'empilement alterné de tubes 11 et d' intercalaires 13. Ces joues latérales 15 s'étendent longitudinalement de façon parallèle aux tubes 11.
Selon les variantes de réalisation illustrées sur les figures 1 à 5a et 6a à 8b, les joues latérales 15 présentent respectivement au moins une languette de fixation 150. En particulier, chaque joue latérale 15 présente deux languettes de fixation 150 s'étendant chacune à partir d'une extrémité longitudinale de la joue latérale 15 correspondante, dans le prolongement de cette joue latérale 15.
Chaque languette de fixation 150 s'étend en direction d'une boite collectrice 20 associée, plus précisément en direction du couvercle 23, à l'assemblage de l'échangeur thermique 1. Autrement dit, chaque languette de fixation 150 s'étend à l'opposé du reste du faisceau d'échange thermique 10.
Plus précisément, selon les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 5a et 6a à 7b, chaque languette de fixation 150 est agencée en appui contre la plaque collectrice 21 et au moins une partie 231 du couvercle 23, et est avantageusement conformée de façon à suivre le contour de la plaque collectrice 21 et d'au moins une partie du couvercle 23, notamment le pied de couvercle 231.
Pour ce faire, chaque languette de fixation 150 peut présenter une forme sensiblement en « L » s'étendant à partir d'une extrémité longitudinale d'une joue latérale 15. Autrement dit, chaque languette de fixation 150 présente une forme sensiblement coudée ou repliée sensiblement à angle droit, le coude étant complémentaire du contour 215, 217, de la plaque collectrice 21 décrite plus en détail par la suite. Ainsi, comme cela est mieux visible sur la figure 3, chaque languette de fixation 150 peut présenter :
une première partie 150a qui s'étend en regard et parallèlement au fond 217 de la plaque collectrice 21 et
- une deuxième partie 150b qui s'étend en regard et parallèlement à la bordure périphérique 215 surélevée de la plaque collectrice 21.
Plus précisément, la deuxième partie 150b de chaque languette de fixation 150 s'étend en regard d'un petit côté de la bordure périphérique 215 de la plaque collectrice 21.
Bien entendu, les languettes de fixation 150 viennent en contact avec ce contour 217, 215 de la plaque collectrice 21. Moyens de fixation mécanique
Selon les modes de réalisation illustrés sur les figures 1 à 8b, l'échangeur thermique 1 comporte en outre des moyens de fixation 60 des joues latérales 15 à chaque boite collectrice 20. Il s'agit de moyens de fixation mécanique 60.
Les moyens de fixation mécanique 60 entre les joues latérales 15 et le couvercle 23 permettent de verrouiller l'assemblage mécanique entre le faisceau d'échange thermique 10 et la boite collectrice 20. Notamment selon le mode de réalisation particulier des tubes 11 avec un double évasage, les moyens de fixation mécanique 60 viennent en complément de l'évasage réalisé sur la périphérie des extrémités des tubes 11 pour la retenue mécanique.
Les moyens de fixation mécanique 60 peuvent être définitifs, c'est-à-dire non démontables ou fixes, ou en variante il peut s'agir de moyens de fixation mécanique 60 amovibles ou démontables.
En outre, les moyens de fixation mécanique 60 sont portés par les joues latérales 15 et/ou par le couvercle 23 de chaque boite collectrice 20. Lorsque des moyens de fixation mécanique 60 sont portés par les joues latérales 15, ils sont avantageusement portés par les languettes de fixation 150.
En variante ou en complément, les moyens de fixation mécanique 60 peuvent comporter une ou plusieurs pièces rapportées 61 (figures 6a, 6b), 62 (figures 7a, 7b), 63 (figures 8a, 8b) pour assurer le verrouillage entre une joue latérale 15 et un couvercle 23.
De façon non exhaustive, les moyens de fixation mécanique 60 peuvent permettre un assemblage par sertissage, encliquetage, vissage, rivetage, agrafage, ou encore par déformation plastique, ou toute combinaison de tels assemblages.
Selon les variantes de réalisation représentées sur les figures 1 à 7b, chaque languette de fixation 150 peut porter au moins un deuxième moyen de fixation mécanique 151 ; 152 ; 153 ; 154 configuré pour coopérer avec le pied de couvercle 231 et/ou avec un premier moyen de fixation complémentaire 232 ; 233 ; 234 porté par le couvercle 23.
En référence aux figures 1 à 7b, le deuxième moyen de fixation mécanique 151 ; 152 ; 153 ; 154 peut être formé sur ou venu de matière avec les joues latérales 15, et en particulier sur les languettes de fixation 150 de chaque joue latérale 15. Selon une première variante illustrée sur les figures 1 à 3, les moyens de fixation mécanique 60 sont des moyens de sertissage. Dans ce cas, les joues latérales 15 peuvent comprendre des pattes de sertissage 151 configurées pour être rabattues sur le couvercle 23, plus précisément sur le pied de couvercle 231, à l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 à la boite collectrice 20. Plus précisément, chaque languette de fixation 150 d'une joue latérale 15 présente de telles pattes de sertissage 151. Les pattes de sertissage 151 sont formées dans le prolongement de chaque languette de fixation 150, notamment de la deuxième partie 150b, et sont venues de matière avec la languette de fixation 150. Autrement dit, les languettes de fixation 150 sont respectivement terminées par les pattes de sertissage 151 configurée pour être rabattues ou recourbées contre le pied de couvercle 231.
Afin de permettre de rabattre de telles pattes de sertissage 151 sur le pied de couvercle
231, les pattes de sertissage 213 sur les petits côtés de la plaque collectrice 21 sont suffisamment espacées pour le passage des pattes de sertissage 151 de chaque joue latérale 15. Un tel espacement entre les pattes de sertissage 213 sur les petits côtés est mieux visible sur la figure 4. En variante, on peut prévoir que la plaque collectrice 21 ne présente pas de pattes de sertissage 213 sur ses petits côtés.
Selon une deuxième variante illustrée sur les figures 5a et 5b, les moyens de fixation mécanique 60 comportent des moyens d'encliquetage.
Dans ce cas, les joues latérales 15 peuvent comprendre respectivement un logement 152 destiné à recevoir un clip ou une patte d'encliquetage 232 du couvercle 23, plus précisément venu(e) de matière avec le pied de couvercle 231, lorsque le faisceau d'échange thermique 10 est assemblé à la boite collectrice 20, selon le sens de montage schématisé par la flèche F sur la figure 5a.
Le logement 152 peut être ménagé sur la deuxième partie 150b de chaque languette de fixation 150.
Chaque patte d'encliquetage 232 se présente sous la forme d'un élément en saillie par rapport à la paroi du couvercle 23 sur laquelle elle est agencée, comme cela est mieux visible sur la figure 5b.
Selon l'exemple illustré, la patte d'encliquetage 232 présente une rampe 232a inclinée. Plus précisément il s'agit d'une rampe 232a oblique par rapport à l'axe d'extension de la deuxième partie 150b de la languette de fixation 150 qui vient coopérer avec la patte d'encliquetage 232. Dans cet exemple, la deuxième partie 150b de la languette de fixation 150 s'étend parallèlement aux tubes 11, la rampe 232a est donc oblique par rapport à l'axe longitudinal Lj. La rampe 232a est également oblique par rapport à l'axe transversal selon lequel s'étend la plaque collectrice 21.
Dans cet exemple particulier, la rampe 232a présente une inclinaison ascendante selon le sens de montage schématisé par la flèche F sur la figure 5a, de façon à soulever la languette de fixation 150 avant que la patte d' encliquetage 232 ne s'insère dans le logement 152, pour assurer le verrouillage mécanique entre la joue latérale 15 et le couvercle 23.
Bien entendu, en variante le logement peut être prévu sur le couvercle 23 et le clip ou la patte d' encliquetage peut être prévu(e) sur chaque joue latérale 15, notamment sur les languettes de fixation 150.
Par ailleurs, de façon similaire à la première variante, la plaque collectrice 21 peut présenter sur ses petits côtés des pattes de sertissage 213 suffisamment espacées de façon à permettre le passage de la languette de fixation 150 pour venir s'encliqueter sur la patte d' encliquetage 232 complémentaire, voire peut ne pas présenter de pattes de sertissage 213 sur ses petits côtés.
Selon une troisième variante illustrée sur les figures 6a et 6b, les moyens de fixation mécanique 60 comportent des moyens de vissage 61. On peut prévoir au moins un assemblage vis 61 / écrou 233, l'écrou 233 étant monté dans le couvercle 23, plus précisément dans une paroi du couvercle 23 agencée en regard de la languette de fixation 150. En variante, le couvercle 23 pourrait présenter un filetage interne. Selon cette troisième variante, la languette de fixation 150 présente au moins un trou 153 pour le passage de la vis 61 associée. Le trou 153 peut présenter une forme sensiblement ovale de façon à permettre un ajustement lors du vissage. En particulier, le trou 153 est ménagé dans la deuxième partie 150b de la languette de fixation 150 en forme de « L ».
Par ailleurs, de façon similaire aux première et deuxième variantes, la plaque collectrice 21 peut présenter sur ses petits côtés des pattes de sertissage 213 suffisamment espacées, voire peut ne pas présenter de pattes de sertissage 213 sur ses petits côtés, de façon à permettre le passage de la languette de fixation 150 pour venir se visser sur le couvercle 23.
Selon une quatrième variante illustrée sur les figures 7a et 7b, les moyens de fixation mécanique 60 comportent des moyens de rivetage 62. Dans ce cas, chaque languette de fixation 150 présente un ou plusieurs trous 154 pour le passage des moyens de rivetage 62. Comme on le voit sur les figures 7a, 7b, la forme de l'extrémité de chaque languette de fixation 150 peut être adaptée pour la réalisation de ces trous 154. Dans cet exemple avec deux trous 154, l'extrémité de la languette de fixation 150 peut être élargie. En particulier, la deuxième partie 150b de la languette de fixation 150 peut présenter une forme sensiblement en « T ».
De plus, selon l'exemple particulier illustré sur les figures 7a et 7b, le couvercle 23 peut comprendre de chaque côté coopérant avec une languette de fixation 150, une paroi de fixation 234 de forme complémentaire à la forme de l'extrémité de la languette de fixation 15 associée, qui est disposée en regard de cette languette de fixation 150 et présente de façon similaire des trous (non visibles) pour le passage des moyens de rivetage 62. Chaque paroi de fixation 234 est ici prévue de manière à permettre l'accès au côté opposé des moyens de rivetage 62 de façon à pouvoir procéder à la déformation des moyens de rivetage 62.
Par ailleurs, de façon similaire aux trois premières variantes, la plaque collectrice 21 peut présenter sur ses petits côtés des pattes de sertissage 213 suffisamment espacées, voire peut ne pas présenter de pattes de sertissage 213 sur ses petits côtés, de façon à permettre le passage de la languette de fixation 150 et permettre de procéder au rivetage entre cette languette de fixation 150 et la paroi de fixation 234 complémentaire du couvercle 23.
Selon une cinquième variante illustrée sur les figures 8a et 8b, les moyens de fixation mécanique 60 comportent au moins un organe de fixation rapporté tel qu'une agrafe 63 destinée à venir coopérer à la fois avec une languette de fixation 150 d'une joue latérale 15 et le couvercle 23.
L'agrafe 63 est par exemple une pièce en matière plastique.
Cette agrafe 63 est par exemple assemblée selon un mouvement de translation. Selon le mode de réalisation décrit en référence aux figures 8a et 8b, à l'assemblage, l'agrafe 63 est glissée autour de la languette de fixation 150, la plaque collectrice 21 et le pied de couvercle 231 (non visible sur les figures 8a, 8b) logé dans l'espace délimité par la bordure périphérique 215 surélevée de plaque collectrice 21. Autrement dit, cette agrafe 63 est partiellement agencée autour d'une extrémité longitudinale de la plaque collectrice 21.
À l'état monté (figure 8b), l'agrafe 63 vient en butée contre un ou plusieurs pions ou ergots de blocage 235 prévus sur le couvercle 23. Ces pions ou ergots de blocage 235 forment donc des butées. En référence à la figure 8a, l'agrafe 63 est insérée selon une direction d' assemblage sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal LT des tubes 11, et sensiblement parallèle à l'axe transversal T.
Pour ce faire, selon l'exemple particulier illustré, l'agrafe 63 présente des éléments de guidage tels que des rails 630 permettant son coulissement par rapport à la plaque collectrice 21.
De plus, l'agrafe 63 comporte un logement 631 configuré pour recevoir la languette de fixation 150, comme illustré sur la figure 8b. Dans cet exemple, il s'agit d'une fente 631 de forme complémentaire à la languette de fixation 150, ici la fente 631 est longitudinale.
Plus précisément, l'agrafe 63 présente une forme générale sensiblement en « U » avec une base 632 à partir de laquelle s'étendent deux branches latérales 633 parallèles. Le logement 631 pour la réception de la languette de fixation 150 est, dans cet exemple, ménagé dans la base 632.
À l'état monté, les branches latérales 633 enserrent la plaque collectrice 21 en vis-à- vis.
De plus, chaque branche latérale 633 présente, à son extrémité opposée à la base 632, une patte d' encliquetage 634 configurée pour coopérer avec l'ergot de blocage 235 associé sur le couvercle 23 pour maintenir verrouillé en position l'ensemble une fois monté. À cet effet, les pattes d' encliquetage 634 sont flexibles de façon à pouvoir être rapprochées de la branche latérale 633 correspondante lors de l'insertion jusqu'à dépasser l'ergot de blocage 235 correspondant, et de façon à pouvoir venir en butée contre l'ergot de blocage 235, notamment contre une surface inférieure de cet ergot de blocage 235 à la fin du montage.
Par ailleurs, de façon similaire aux quatre précédentes variantes, la plaque collectrice 21 ne présente pas de pattes de sertissage 213 sur ses petits côtés, de façon à permettre le passage de l'agrafe 63 jusqu'à ce que les pattes flexibles d' encliquetage 634 viennent en butée contre les ergots de blocage 235.
Procédé d'assemblage de l'échangeur thermique
En référence à l'ensemble des figures, on décrit ci-après un procédé d'assemblage, d'un échangeur thermique 1 tel que décrit précédemment.
Le procédé comprend une étape d'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 suivi d'une étape de brasage du faisceau d'échange thermique 10 par passage dans un four dédié. Pour l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 (voir figure 1), on empile une pluralité de tubes 11. Selon les modes de réalisation représentés, on empile de manière alternée des tubes 11 et des intercalaires 13, puis on assemble deux joues latérales 15 de part et d'autre de l'empilement de tubes 11 et d'intercalaires 13.
Le faisceau d'échange thermique 10 assemblé peut être brasé.
Pour l'assemblage d'une boite collectrice 20, on dispose un joint d'étanchéité 25 sur une plaque collectrice 21, de sorte que les collets inversés 255 du joint d'étanchéité 25 sont insérés dans les ouvertures 211 de la plaque collectrice 21 (voir figures 1 et 3).
On dispose ensuite une plaque interne 27, de sorte que les collets standards 253 du joint d'étanchéité 25 s'étendent à travers les ouvertures 271 de la plaque interne 27. Si le joint d'étanchéité 25 et la plaque interne 27 sont réalisés d'une seule pièce, on dispose cette pièce unique en une seule étape.
Le faisceau d'échange thermique 10 brasé est assemblé à chaque extrémité à un sous- ensemble comprenant une plaque collectrice 21, un joint d'étanchéité 25, et une plaque interne 27. Les extrémités des tubes 11 d'échange thermique du faisceau d'échange thermique 10 brasé sont insérées à travers une plaque collectrice 21, une joint d'étanchéité 25 et une plaque interne 27, de sorte que les collets standards 253 du joint d'étanchéité 25 sont agencés autour des extrémités protubérantes des tubes 11.
Pour l'assemblage mécanique du faisceau d'échange thermique 10 à la boite collectrice 20, les extrémités des tubes 11 sont évasées de façon à comprimer le joint d'étanchéité 25. Les extrémités des tubes 11 peuvent être évasées, par exemple une première fois formant ainsi un évasement interne 117 (voir figures 1 et 3) de façon à comprimer le joint d'étanchéité 25 contre la plaque collectrice 21. Les extrémités des tubes 11 sont avantageusement évasées de nouveau formant ainsi un ou plusieurs évasements externes 115 de façon à comprimer le joint d'étanchéité 25, plus précisément ses collets standards 253, contre la plaque interne 27.
Ensuite, on met en place le couvercle 23 de manière que le pied de couvercle 231 se loge dans l'espace délimité par la bordure périphérique 215 surélevée de la plaque collectrice 21 en venant sur la partie périphérique 251 du joint d'étanchéité 25.
Après, on procède à l'assemblage du couvercle 23 à la plaque collectrice 21, par exemple par sertissage en rabattant les pattes de sertissage 213 de la plaque collectrice 21 sur le pied de couvercle 231, ce qui assure la compression du joint d'étanchéité 25, plus précisément de sa partie périphérique 251.
On procède également à l'assemblage mécanique entre les joues latérales 15 et le couvercle 23 de chaque boite collectrice 20, par exemple par sertissage en rabattant les pattes de sertissage 151 des joues latérales 15 sur le pied de couvercle 231, ou par coopération des moyens d' encliquetage 152, 232 portés d'une part par les joues latérales 15 et d'autre part par le couvercle 23, ou par vissage des languettes de fixation 150 des joues latérales 15 sur le couvercle 23, ou encore à l'aide de moyens de rivetage 62 ou d'agrafes 63.
Bien entendu, l'ordre de certaines étapes de ce procédé peut être interverti.
Ainsi, on allie des performances thermiques optimisées grâce au faisceau d'échange thermique 10 brasé avec des tubes 11 ayant un pas serré, à la résistance aux chocs thermiques du côté de la plaque collectrice 21 grâce à l'assemblage mécanique entre les tubes 11 de ce faisceau 10 brasé et la plaque collectrice 21.
Le joint d'étanchéité 25 assure à la fois une fonction de liaison mécanique entre le faisceau d'échange thermique 10 brasé et la boite collectrice 20, mais aussi une fonction d'étanchéité de la boite collectrice 20 et entre les tubes 11 et la plaque collectrice 21.
En outre, les moyens de maintien mécanique 60 compensent l'absence de brasage entre les joues latérales 15 et les plaques collectrices 21, et permettent d'éviter le glissement des joues latérales 15 par rapport au reste du faisceau d'échange thermique 10 en fonctionnement. Les moyens de maintien mécanique 60 ajoutent une retenue mécanique.
Par ailleurs, lorsque les moyens de fixation mécanique 60 sont directement intégrés au couvercle 23 et/ou aux joues latérales 15, cela évite l'emploi d'une pièce ou d'un outil supplémentaire et permet de s'affranchir d'une opération de montage.

Claims

REVENDICATIONS
1. Échangeur thermique (1), notamment pour véhicule automobile, ledit échangeur (1) comportant :
- au moins une boite collectrice (20), et
un faisceau d'échange thermique (10) comprenant une pluralité de tubes (11) débouchant dans ladite au moins une collectrice (20) et deux joues latérales (15) agencées de part et d'autre de la pluralité de tubes (11),
caractérisé en ce que :
- le faisceau d' échange thermique (10) est assemblé par brasage, et en ce que
ledit échangeur (1) comporte de plus des moyens de fixation mécanique (60) des joues latérales (15) à ladite au moins une boite collectrice (20).
2. Échangeur thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de fixation mécanique (60) comportent des moyens de fixation (151, 152, 153, 154 ; 232, 233, 234, 235) portés par les joues latérales (15) et/ou par ladite au moins une boite collectrice (20).
3. Échangeur thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens de fixation mécanique (60) comportent des pièces rapportées (61, 62, 63) assemblées sur les joues latérales (15) et ladite au moins une boite collectrice (20).
4. Échangeur thermique (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel :
ladite au moins une boite collectrice (20) comporte :
• une plaque collectrice (21) traversée par les extrémités des tubes (11), et
• un couvercle (23) assemblé à la plaque collectrice (21) de façon à fermer la boite collectrice (20), et dans lequel
- les moyens de fixation mécanique (60) sont configurés pour assembler mécaniquement les joues latérales (15) au couvercle (23) de ladite au moins une boite collectrice (20).
5. Échangeur thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel :
les joues latérales (15) présentent respectivement au moins une languette de fixation (150) s'étendant dans le prolongement de la joue latérale (15) correspondante et en direction de ladite au moins une boite collectrice (20), et dans lequel les moyens de fixation mécanique (60) sont configurés pour assembler mécaniquement les languettes de fixation (150) des joues latérales (15) au couvercle (23) de ladite au moins une boite collectrice (20).
6. Échangeur thermique (1) selon les revendications 2 et 5, dans lequel :
- le couvercle (23) comporte au moins un premier moyen de fixation (232 ; 233 ; 234 ;
235), et dans lequel
les languettes de fixation (150) comportent respectivement au moins un deuxième moyen de fixation mécanique (152 ; 153 ; 154) complémentaire d'un premier moyen de fixation (232 ; 233 ; 234).
7. Échangeur thermique (1) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel ladite au moins une languette de fixation (150) est agencée en appui contre la plaque collectrice (21) et au moins une partie (231) du couvercle (23).
8. Échangeur thermique (1), selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les moyens de fixation mécanique (60) sont choisis parmi des moyens de sertissage (151), des moyens d' encliquetage (152, 232), des moyens de vissage (61), des moyens de rivetage (62) et au moins une agrafe (63).
9. Échangeur thermique (1) selon les revendications 2, 5 et 8, dans lequel les languettes de fixation (150) sont respectivement terminées par des pattes de sertissage (151) configurées pour être rabattues contre un bord périphérique (231) du couvercle (23).
10. Échangeur thermique (1) selon les revendications 3, 5 et 8, dans lequel :
la plaque collectrice (21) présente une forme sensiblement longitudinale et s'étend transversalement par rapport aux tubes (11), et dans lequel
les moyens de fixation mécanique (60) comportent au moins une agrafe (63) agencée partiellement autour d'une extrémité longitudinale de la plaque collectrice (21) et présentant un logement de réception (631) de ladite au moins une languette de fixation (150).
11. Échangeur thermique (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite au moins une agrafe (63) comprend deux branches latérales (633) présentant respectivement à une extrémité une patte flexible d' encliquetage (634) configurée pour venir en appui contre une butée (235) sur le couvercle (23).
12. Échangeur thermique (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les joues latérales (15) s'étendent parallèlement aux tubes (11).
13. Échangeur thermique (1), selon la revendication 4 prise en combinaison avec l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel :
ladite au moins une boite collectrice (20) comporte au moins un joint d'étanchéité (25) compressible agencé au moins partiellement sur la plaque collectrice (21) et autour des extrémités des tubes (11) débouchant dans la boite collectrice (20), et dans lequel
les tubes (11) sont assemblés mécaniquement à la boite collectrice (20) par évasage des extrémités des tubes (11) de façon à comprimer le joint d'étanchéité (25).
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