Brevet FR2148346A1 — publié le 19730323

La présente invention est relative à un nouvel échangeur de chaleur trouvant une application particulièrement appropriée au chauffage de l'habitacle de véhicules. La réalisation de l'échangeur de l'invention fait que les différentes pièces qui le constituent s'autoverrouillent mutuellement lorsqu'elles sont assemblées, de sorte qu'il peut ensuite titre facilement manipulé sans risquer de déformations pour etre ultérieurement soumis à un traitement thermique assurant la soudure desdites pièces ou leur brasage, traitent après lequel ltéchangeur constitue un ensemble monobloc. L'invention rend ainsi possible de fabriquer des échangeurs de préférence tout en aluminium dont le brasage peut être exécuté sans qu'il y ait lieu d'utiliser aucun montage de maintien, ce qui constitue un avantage considérable dans les techniques de fabrication des radiateurs devant être brasés. En outre, la constitution de l'échangeur de l'invention permet la préparation de sous-ensembles qui sont ensuite réunis entre eux au cours de l'opération finale d'assemblage et, par conséquent, il en résulte une grande facilité dans l'implantation des outillages de fabrication. Conformément à l'invention, l'échangeur de chaleur, notamment pour le chauffage de véhicules, du type comportant des tubes de circulation munis de dissipateurs, tubes qui sont engagés dans des collecteurs, caractérisé par des collecteurs intermédiaires reliés à chaque collecteur par des pattes soudées, lesdits collecteurs intermédiaires délimitant des organes de centrage et de fixation de deux joues latérales et qui réunissent ainsi ensemble indirectement les deux collecteurs de chaque échangeur tout en pressant entre eux des dissipateurs disposés de part et d'autre des tubes de circulation traversant les collecteurs intermédaires et engagés dans les collecteurs. Diverses autres caractérisitques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs, aux dessins: La fig. 1 est une perspective éclatée illustrant la réalisation de l'échangeur de l'invention. La fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, illustrant l'assemblage particulier de l'invention. La fig. 3 est une coupe analogue à la fig. 2 mais tournée de 900. La fig. 4 est une coupe partielle analogue à la fig. 3 faisant ressortir une modification. La fig. 5 est une perspective éclatée illustrant une modification de la réalisation selon la fig. 1. La fig. 6 est une perspective éclatée, analogue à la fig. 1 montrant une variante. La fig. 7 est une coupe partielle illustrant un détail de la réalisation selon la fig. 6. La fig. 8est une élévation schématique faisant apparattre un montage avantageux de deux échangeurs dans leur application au chauffage-d'un véhicule. L'échangeur, selon les fig. 1 à 3, comporte deux tubes de circulation- 1 et 2 de section rectangulaire sur les grands côtés desquels sont disposés des dissipateurs la, lb et 2a, 2b constitués par des bandes ondulées de même largeur que les tubes i et 2. Les dissipateurs la, 2b peuvent, le cas échéant, être séparés par une feuille intermédiaire 3. A leurs deux extrémités, les tubes 1 et 2 sont engagés dans des plaques ajourées 4 présentant, comme le montre la fig. 2, des lumières 5 dont les dimensions sont de préférence très supérieures à celles des tubes 1 et 2. Les plaques 4, dénommées dans ce qui suit collecteurs intermédiaires, présentent, sur deux de leurs côtés, des pattes 6 délimitant un berceau de centrage d'un collecteur creux 7. En outre, pour éviter tout montage défectueux, au moins une boutonnière 8 (fig. 2) est prévue dans chaque collecteur intermédiaire pour l'engagement d'une saillie de centrage 9 du collecteur 7. Chaque collecteur 7 est fixé à un collecteur intermédiaire au moyen de points de soudure, comme montré en 10, exécutées entre les pattes 6 et les parties correspondantes du collecteur. Les collecteurs 7 présentent la forme de cuvette dont le fond délimite des passages de tube 11 et dont les côtés délimitent une embouchure élargie 12 et des pattes saillantes 13. Un bord d'appui interne et annulaire 14 est ainsi délifaité entre la partie élargie 12 et la paroi interne de chaque collecteur. La partie élargie 12 sert à l'embottement de couver cles 15 ou 15a (fig. 3 et 4) dont la forme peut être quelconque ces couvercles présentant cependant un bord périphérique 16 sensiblement de même hauteur que ladite partiezélargie 12 et les pattes 13 du collecteur étant destinées à être repliées sur le couvercle au-dessus du bord 16, comme illustré par lesdites fig. 3 et 4.. Les couvercles 15 et 15a sont munis de tubulures 17 res pectivement 17a pouvant être coudées comme à la fig. 3, ou droites comme à la fig. 4. Les tubulures 17 ou 17a sont mises en place dans les couvercles 15 avant le montage de ceux-ci dans les collecteursi cette mise en place étant, par exemple, assurée par un sertissage comme illustré en 18 auxdites fig. 3 et 4. Les plaques 4, formant collecteurs intermédiaires, présentent, sur leurs cotés à partir desquels sont formées les pattes 6, des languettes 19 qui, dans l'exemple de la fig. 1, sont au nombre e trcis et, en outre, elles délimitent des platines 20 dans lesquelles sont prévus des doigts 21 smillant dans le même sens que les languettes 19. Les doigts 21 sont, par exemple, formés à partir de crevés. Sur au moins un de leurs autres cotés, les collecteurs intermédiaires forment des bords tombés 22 destinés à les rigidifier et pour la même raison des emboutis 23 sont formés, notamment dans la partie desdits collecteurs intermédiaires qui s'étendent au-delà des tubes 1 et -. L'échangeur comporte encore des joues latéral 24 qui sont rigidifiées au noyen de bords tombés 24a, 2Ab et, le cas échéant, au moyen d'emboutis 25. Les extrémités des joues 24 présentent des lumières 26 correspondant aux doigts 21 et des fentes 27 correspondant aux languettes 19. il est avantageux, suivant l'invention, de fabriquer toutes les pièces de l'échangeur en étal recouvert au moins par- tiellement de soudure ou de brasure. Plus particulièrement, il est avantageux que toutes les pièces soient fabriquées en aluminiii dont une face au ricins est recouverue d'ut film d'alliage de brasage. Pour construire un échangeur, on procède comme suit : On prépare les couvercles 15 avec leurs tubulures 17. On prépare ensuite les collecteurs 7 et les collecteurs intermédiaires 4 qui sont pré-assemblés par les points de soudure 10. On assembie ensuite les tubes 1 et 2 qui sont engagés dans les passages de-tube 11, -Iesdits tubes étant munis de leurs dissipateurs-1, la et 2af 2b. On me-t ensuite en place les joues 24 qui sont amenées automatiquement dans une position correcte du fait de l'existence des doigts 21 et languettes 19. On cambre ensuite- lés languettes 19, ce qui assure le pressage desdites joues 24 sur les dissipateurs lb-, 2a et le pressage de ceuxci sur les tubes 1, 2 qui pressent eux-mêmes, entre eux, les dissipateurs la, -2b sur la feuille intermédiaire 3. tes joues 24 assurent en outre le maintien à distance corecté des deux ensembles collecteurs-collecteurs-intermé- diaires que comporte chaque échangeur. Les couvercles 15, munis de leurs- tubulures 17 sont ensuite mis en place comme expliqué ci-dessus et retenus par les pattes cambrées 13. L'échangeur constitue, alors, un ensemble ayant une tenue mécanique suffisante pour pouvoir etre manipulé sans précaution particulière et pour pouvoir être soumis à un traitement thermique provoquant la soudure ou le brasage de ses pièces, sans qu'il y ait nécessité de le disposer dans un montage de maintien. Le cas échéant, si cela est souhaité, les tubes 1 et 2 peuvent être munis intérieurement de perturbateurs 28 (fig.1) qui peuvent occuper tout ou partie seulement de la longueur de l'un au moins des tubes 1 et 2. La fig. 5 montre qu'il est possible de remplacer les languettes 19 et platines 20 par des charnons 29 formés par roulage des bords latéraux des collecteurs intermédiaires. De façon analogue, des charnons complémentaires 30 sont alors formés par les bords terminaux des joues 24 et l'assemblage des joues et des collecteurs intermédiaires est, de cette manière, assuré au moyen de broches 31 qui sont soudées ou brasées en même temps que les autres pièces de ltéchangeur lorsque celui-ci subit le traitement thermique évoqué ci-dessus. h la variante des fig. 6 et 7 les collecteurs intermédiaires 4 délimitent, de part et d'autre de leurs pattes 6, deux languettes 32 pliées dans le sens opposé aux pattes 6, ces languettes présentant des lumières 33 délimitant avantageusement un bord vif 34. Les joues 24 présentent, en regard desdites languettes 32, des emboutis 35 délimitant, comme le montre la fig. 7, une rampe montante 36 et un bord vif descendant 37. Supplémentairement, les collecteurs intermédiaires délimitent des couloirs 38, en regard de pattes 39 des joues 24, et des passants 40 destinés à coiffer le bord 41 se trouvant en regard de chaque joue 24. Pour l'assemblage, les collecteurs 7 munis de leurs collecteurs intermédiaires 4 sont engagés sur les extrémités des tubes 1 et 2 jusqu'au moment où les pattes 39 sont introduites dans les couloirs 38 en meme temps que les passants 40 coif fent le bord 41 desdites joues, puis, en continuant l'enga- gement, les languettes 32 recouvrent les emboutis 35 en glissant sur la rampe 36 de ceux-ci et finalement, ainsi que le montre la fig. 7, le bord vif 34 des lumières 33 est retenu par le bord vif 37 des emboutis 35. Un verrouillage complémentaire est assuré en repliant les pattes 39, comme montré en 39a, de sorte que l'échangeur peut étre manipulé aisément jusqu'8 l'éxécution de sa soudure ou de son brasage. L'échangeur décrit dans ce qui précède trotte une application particulièrement avantageuse au chauffage de véhicules et, si besoin est, ainsi que le montre la fig. 8, plusieurs échangeurs peuvent étre associés les uns aux autres pour réaliser un échangeur long.La fig. 8 montre bien que les tubulures droites 17, i7a peuvent facilement être reunies ltune à l'autre par exemple au moyen d'une durite 42, ce qui permet de disposer les échangeurs à l'endroit le plus approprié pour le chauffage des passagers du véhicule, par exemple devant chaque passager avant, et, étant donné que lesdits échangeurs peuvent être munis de perturbateurs 28 plus ou moins longs disposés à l'intérieur de leurs tubes, alors l'action desdits deux échangeurs peut etre différenciée pour qu'ils dissipent des quantités de chaleur tenant compte du plus ou moins grand débit du fluide circulant dans leurs tubes. L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation représentés et décrits en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier les parties des collecteurs intermédiaires qui dépassent des collecteurs 7 et qui comportent les nervures 23 peuvent titre utilisés pour la fixation des échangeurs sur un support. Cette fixation peut aussi Btre assurée en passant des broches Ou agrafes dans les doigts 21 des platines 20ae la fig.l. REVENDICATIONS t - Echangeur de chaleur, notamment pour le chauffage de véhicules, du type comportant des tubes de circulation munis de dissipateurs, tubes qui sont engagés dans des collecteurs, caractérisé par des collecteurs intermédiaires reliés à chaque collecteur par des pattes soudées, lesdits collecteurs intermédiaires délimitant des organes de centrage et de fixation de deux joues latérales qui réunissent ainsi ensemble indirectement les deux collecteurs de chaque échangeur tout en pressant entre eux des dissipateurs disposés de part et d'autre des tubes de circulation traversant les collecteurs intermédiaires et engagés dan les collecteurs. 2 - Echangeur, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les collecteurs présentent la forme de cuvettes dont le bord est élargi pour former une partie d'emboftement d'un bord périphérique de couvercles munis de tubulures, couvercles qui sont maintenus fixés-auxdits collecteurs par des pattes cambrées de ceux-ci. 3 - changeur, suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de centrage et de fixation des collecteurs intermédiaires avec les joues comportent des languettes et des platines rabattues formant des doigts saillant, languettes et doigts étant passés respectivement dans des fentes et lumières desdites joues. 4 - Echangeur, suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens de centrage et de fixation des collecteurs intermédiaires avec les joues sont constitués par des charnons complémentaires formés respectivement par deux des bords desdits collecteurs intermédiaires et par les bords terminaux des joues, des broches étant introduites dans lesdits charnons. 5 - Echangeur, suivant l'une des revenaications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de centrage et de fixation des collecteurs intermédiaires et des joues comportent des couloirs formés dans les collecteurs intermédiaires pour le passage de pattes rabattables des joues et des languettes for es par les collecteurs intermédiaires, lesdites languettes étant disposées de part et d'autre des pattes reliant ces coliecteurs intermédiaires aux collecteurs mais s'étendant en directions opposées; lesdites languettes présentant des lumières coiffaSt des emboutis desdites joues. 6 --Echangeur, suivant 1'wne des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les emboutis des joues delicitent une rampe montante et un bord vif de sorte que les languettes des collecteurs intermediaires sont encliquetables sur lesdits emboutis dans une seule position précise bien déterminée. 7 - Echangeur, suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de centrage des collecteurs interxédiåirés sur les joues comportent supplémentairement des passants formés par les collecteurs intermédiaires audelà des extremités d'un bord tombé latéral, lesdits passants coiffant un bord correspondant des joues. a. - Echangeur, suivant l'une de-s revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les collecteurs sont centrés sur les collecteurs intermédiaires, avant soudure des patte qui les relient, au moyen d'au soins une saillie formée dans le fond de chaque collecteur en regard dtune boutonnière du collecteur intermédiaire correspondant. 9 - Echangeur, suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que tant les collecteurs intermédiaires que les joues présentent des nervures de rigidifications et au moins un bord tombé latéral est formé à partir d'une partie desdits collecteurs intermédiaires qui fait saillie latéralement du collecteur qu'il supporte. 10 - Echangeur, suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que des perturbateurs sont disposés dans certains au oins des tubes de circulation sur tout ou partie de la longueur de ceux-ci. 71 - Echangeur, suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que, dans l'application de l'échangeur au chauffage de véhicules, au moins deux échangeurs sont disposés à la suite l'un de l'autre en regard des passagers avant du véhicule et comportent dans leurs tubes de circulation des perturbateurs différents.