Brevet FR2445502A1 — publié le 19800725

La présente invention concerne, d'une façon générale, des échangeurs de chaleur et vise plus spécialement un échangeur de chaleur assurant le refroidissement de l'huile de lubrification des moteurs à combustion interne, du type comprenant - un empilement d'éléments creux permettant le passage d'un fluide que l'on désire refroidir, ces éléments étant situés à une certaine distance les uns des autres de manière à permettre le passage d'un fluide de refroidissement et communiquant, par leurs extrémités, respectivement avec un collecteur d'entrée et avec un collecteur de sortie pour le fluide à refroidir, - un châssis rigide en forme de cadre, constitué par deux éléments latéraux situes aux extrémités de cet empilement d'éléments creux et par deux éléments extrêmes qui recouvrent-les éxtrémités des éléments creux, - deux éléments en forme de rigoles de profil circulaire, logés respectivement dans le collecteur d'entrée et dans le collecteur de sortie et dont les extrémités sont reliées respectivement aux éléments latéraux du châssis rigide en forme de cadre, chacun desdits éléments en forme de rigole étant muni, à une extrémité d'un élément de fermeture et, à l'extrémité opposée, d'un élément de raccordement, ces éléments comportant chacun une partie formant rebord appliquée contre la surface extérieure de l'un des éléments latéraux du châssis rigide en forme de cadre, de manière à empêcher lesdits éléments latéraux de s'écarter les uns des autres. Les échangeurs de chaleur du type indiqué cidessus subissent normalement, pendant leur fabrication, une opération de brasage. Pour qu'un tel brasage soit exécute convenablement, il faut, avant de le réaliser, exercer une compression sur l'empilement d'éléments creux de l'échangeur de chaleur, de façon que chacun de ces éléments subissent une pression suffisante. Bien entendu, chacun de ces éléments creux est recouvert d'un placage en un alliage qui permet le brasage. L'invention vise un échangeur de chaleur du type défini ci-dessus qui, tout en étant en mesure de supporter de fortes pressions internes, soit d'une structure particulièrement simple qui en facilite la fabrication. De façon plus précise, l'invention a pour objet un échangeur de chaleur du type indiqué plus haut, caractérisé par le fait qu'il est muni de moyens permettant le montage en baionnette de chaque élement de raccordement et de chaque élément de fermeture à l'extrémité correspondante de chaque élément en forme de rigole, et par le fait que lesdits moyens de montage en baionnette sont conçus de manière à permettre, lorsqu'ils sont en position emportée, un certain coulissement entre chaque élément de raccordement et l'élément en forme de rigole correspondant, dans la direction longitudinale de cet élément en forme de rigole. De cette manière, les deux éléments en forme de rigole assurent le servage de l'empilement d'éléments creux entre les deux éléments latéraux du châssis rigide en forme de cadre et, en même temps, ils permettent à ces éléments latéraux de se rapprocher les uns des autres lorsque, au cours de l'opération de brasage, il se produit une diminution d'épaisseur de la talle plaquée dont sont constitués les éléments creux. Suivant une autre caractéristique de l'échangeur de chaleur selon l'invention, la partie formant rebord de chacun de éléments de raccordement comporte des moyens permettant d'appliquer sur l'élément de raccordement un outil servant à le faire tourner pour qu'il vienne s'engager dans l'élément en forme de rigole correspondant. Une autre caractéristique de l'échangeur de chaleur selon l'invention réside dans le fait que lesdits moyens d'application d'un outil servent également de repère pour identifier une position d'emboitement de chaque élément de raccordement dans l'élément en forme de rigole correspondant. L'échangeur de chaleur, selon l'invention se caractérise également par le fait que chacun des éléments latéraux du châssis rigide en forme de cadre est au contact, à chacune de ses extrémités, avec l'un des deux éléments extrêmes du châssis suivant une portion de surface inclinée, de telle sorte que le rapprochement des deux éléments latéraux l'un de l'autre, qui, pour les raisons exposées plus haut, se produit au cours de l'opération de brasage, provoque également le rapprochement l'un de l'autre des deux éléments extrêmes du châssis rigide en forme de cadre, ce qui permet d'obtenir un cadrage précis et correct des éléments latéraux par rapport aux éléments extrêmes de ce châssis. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés d1 une forme de réalisation donnée à titre explicatif mais nullement limitatif. Sur ces dessins, - la figure 1 est une vue en perspective d1un échangeur de chaleur selon l'invention, destiné au refroidissement de l'huile de lubrification de moteurs a combustion interne; - la figure 2 est une vue éclatée, en perspective et à plus grande échelle, de cet échangeur de chaleur - la figure 3 représente à plus grande échelle, un détail de la figure 2 - la figure 4 est une coupe, à plus grande échelle, faite suivant la ligne IV-IV de la figure 1; - les figures 5 et 6 sont des coupes faites suivant la ligne V-V de la figure 4, représentant un détail de cet échangeur de chaleur, à deux stades de son fonctionnement et - la figure 7 représente, à plus grande échelle, un détail de la figure 1. Cet échangeur de chaleur comporte une série d'éléments creux 2 servant au passage de l'huile de lubrification d'un moteur à combustion interne. Chacun de ces éléments creux 2 est constitué par deux plaques superposes, ayant chacune la forme d'un rectangle allongé. Ces plaques sont en même alliage d'aluminium et elles sont recouvertes d'un placage en un alliage qui permet le brasage. A l'intérieur de chacun des éléments creux 2 est soudé un élément (non représenté) de type connu ayant pour roule de perturber l'écoulement de l'huile de lubrification et, en outre, d'assurer la résistance de l'ensemble de la structure aux sollicitations internes provoquées par la pression de l'huile de lubrification. Chacune des plaques qui constituent chaque élément creux 2 est munie, a chacune de ses extrémités, d'un trou 3 présentant, extérieurement, un bord 4 faisant saillie dans la direction perpendiculaire à la plaque. Les bords en saillie 4 des éléments creux 2 ont pour rôle de maintenir ces éléments à une certaine distance les uns des autres lorsqu'ils sont superposés dans l'échangeur de chaleur une fois monté, et de constituer une fois superposés, un collecteur d'entrée et un collecteur de sortie pour l'huile de lubrification, ces collecteurs étant situés aux extrémités des éléments creux 2 et communiquant tous deux avec ces éléments. Entre les deux éléments voisins de chaque paire d'éléments creux 2 est intercalée une tôle ondulée 5, dont le rible est à la fois de renforcer la structure de l'échangeur de chaleur et d'augmenter la surface d'échange avec le fluide de refroidissement qui doit circuler entre les divers éléments creux 2 perpendiculairement au plan qui contient les axes du collecteur d'entrée et du collecteur de sortie pour l'huile de lubrification. L'empilement d'éléments creux 2 est contenu dans un châssis rigide en forme de cadre, constitué par deux éléments latéraux 6 et 7 situés aux extrémités de cet empilement d'éléments creux et par deux éléments extrêmes 8 et 9, qui recouvrent les extrémités des éléments creux 2. Chacun de ces éléments latéraux 6 et 7 du châssis rigide en forme de cadre est constitué par une plaque en forme de rectangle allongé, munie à chacune de ses extrémités, de deux ailettes, respectivement 6a et 7a, orientées perpendiculairement à cette plaque. De plus, chacun des éléments latéraux 6 et 7 est muni, à chacune de ses extré- mités, d'un trou (respectivement 10 et 11), qui, lorsque l'échangeur de chaleur est monté, se trouve en regard de l'un des deux collecteurs pour l'huile de lubrification. A l'intérieur de chacun de ces collecteurs est monté un élément 12 en forme de rigole de profil circulaire, muni d'une série d'ouvertures 13 servant au passage de l'huile de lubrification. Ces ouvertures servent au drainage des sels fondus utilisés, conformément à une technique connue, au cours de l'opération de brasage et elles permettent de chasser ces sels au cours des opérations normales de lavage qui font suite au brasage. A l'une des extrémités de chacun des éléments 12 en forme de rigole est fixé un élément de fermeture 14, comportant une partie cylindrique 14a introduite dans le trou correspondant 11 de l'élément latéral 7 et d'une partie 14b formant rebord, appliquée contre la surface externe de l'élément latéral 7. A l'extrémité de chaque élément 12 en forme de rigole opposée à l'extrémité où se trouve l'élément de fermeture 14, est fixé un élément de raccordement 15, présentant une partie cylindrique 15a introduite dans le trou correspondant 10 de l'élément latéral 6 du châssis rigide en forme de cadre, et une partie 15b formant rebord, appliquée contre la surface externe de l'élément latéral 6.Chacun des éléments de raccordement 15 comporte, extérieurement, une partie tubulaire 15c permettant de fixer respectivement une conduite d'entrée et une conduite de sortie pour l'huile de lubrification. Grâce à la structure connue décrite ci-dessus, les éléments 12 en forme de rigole empêchent, en coopérant avec les éléments de raccordement 15 et avec les éléments de fermeture 14, les éléments latéraux 6 et 7 du châssis rigide en forme de cadre de s'éloigner l'un de l'autre-, dans la direction longitudinale desdits éléments en forme de rigole. Chacun des éléments extrêmes 8 et 9 du châssis rigide en forme de cadre est constitué par un élément de forme allongée ayant une section en U, disposé, une fois que l'échangeur de chaleur est monté, de manière à recouvrir les extrémités des éléments creux 2. Les extrémités des éléments 8 et 9 sont au contact des surfaces intérieures des éléments latéraux 6 et 7. De plus, les éléments latéraux 6 et 7 du châssis rigide en forme de cadre comportent, en face des ailettes 6a et 7a, des bords (respectivement 6b et 7b) contre lesquels sont appliquées une fois l'échangeur de chaleur monté, des ailettes repliées 16 qui font partie des éléments extrêmes 8 et 9 du châssis.De la sorte, les éléments latéraux 6 et 7 de ce châssis rigide empêchent les éléments extrêmes 8 et 9 du châssis de s'éloigner l'un de l'autre dans la direction longitudinale des éléments 2 en forme de plaque. Conformément a l'invention, chacun des éléments 12 en forme de rigole présentent deux bords longitudinaux 17, dont chacun comporte une encoche 18 au voisinage de chacune de ses extrémités. Dans le corps 15a de chaque élément de raccordement 15 est logée, obtenue par triage, une languette 19 faisant saillie radialement à l'intérieur de la cavité de l'élément de raccordement 15 ( Fig. 4). Pour fixer chaque élément de raccordement 15 à l'élément 12 correspondant en forme de rigole, il suffit donc de monter cet élément de raccordement a l'extrémité correspondante de l'élément 12 en forme de rigole, puis de faire tourner cet élément de raccordement jusqu'à ce que la languette 19 pénètre dans l'une des deux encoches 18 de l'élément en forme de rigole.On obtient de la sorte un montage du type en balonnette de chacun des éléments de raccordement 15 sur l'élément 12 en forme de rigole correspondant. De plus, comme on le voit d'auprès la Fig. 4, lorsque l'élément de raccordement 15 occupe la position à laquelle il est emboîté dans l'élément 12 en forme de rigole, on peut encore avoir un coulissement, dans la direction longitudinale de l'élément 12 en forme de rigole, de cet élément par rapport à l'élément de raccordement 15. En effet, à cette position d'emboitement, la surface extrême 12a de l'élément 12 en forme de rigole est écartée d'un épaulement 15d dont est muni chaque élément de raccordement et d'une longueur qui permet un tel coulissement. Un montage analogue est réalisé par les éléments de fermeture 14 (Fig. 3, 4, 5 et 6). En effet, chaque élément de fermeture est muni d'une languette repliée 20 destinée à coopérer avec les encoches 18 de l'élément 12 en forme de rigole correspondant. Mais, dans ce cas, il n'y a pas de coulissement relatifentre l'élément de fermeture 14 et l'élément 12 en forme de rigole correspondant. Les Fig. 5 et 6 montrent la position de la languette 20 par rapport à l'élément 12 en forme de rigole, dans deux états différents de montage.La Fig. 5 correspond au cas où on a monté l'élément 14 sur l'élément 12, mais où la languette 20 n'est pas encore emboîtée dans l'encoche 18 La Fig. 6 montre l'élément de fermeture a sa position d'emboîtement qu'il occupe après que l'on a fait tourner l'élément 12 en forme de rigole par rapport à l'élément de fermeture 14. Les figures montrent deux encoches 18 à chacune des extrémités de chaque élément 12 en forme de rigole, mais bien entendu, on ne sort pas du cadre de l'invention en ne prévoyant à chacune des extrémités de chaque élément 12 en forme de rigole, qu'une seule encoche 18. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacune des parties 15b formant rebord de chacun des éléments de raccordement 15 est munie d'une saillie radiale 15e qui permet d'appliquer sur un élément de raccordement 15 un outil pour le faire tourner. Pour commander l'emboîtement de chaque élément de raccordement 15 dans l'élément 12 en forme de rigole correspondant, il faut, en effet, comme cela ressort de la description qui précède, imprimer une rotation à l'élément de raccordement 15. Les saillies radiales 15e peuvent être utilisées également, conformément à l'invention, comme des repères permettant d'identifier la position d'emboitement de chaque élément de raccordement 15 dans l'élément 12 en forme de rigole. Selon une autre caractéristique de l'invention, les ailettes repliées 16 et les bords 6b et 7b des éléments latéraux 6 et 7 du châssis rigide en forme de cadre sont inclinées de telle sorte que lorsque les deux éléments latéraux 6 et 7 se rapprochent l'un de l'autre, les deux éléments extrêmes 8 et 9 se rapprochent également l'un de l'autre. De la sorte, lorsqu'au cours de l'opération de brasage il se produit un rapprochement l'un de l'autre des deux éléments latéraux du châssis rigide en forme de cadre, on est certain, à la suite du phénomène décrit plus haut, d'obtenir un cadrage précis et correct entre les éléments latéraux et les éléments extrêmes du châssis rigide. REVENDICATIONS 1. Echangeur de chaleur assurant le refroidissement de l'huile de lubrification des moteurs à combustion interne, du type comprenant - un empilement d'éléments creux permettant le passage d'un fluide que l'on désire refroidir, ces éléments étant situés à une certaine distance les uns des autres de manière à permettre le passage d'un fluide de refroidissement et communiquant, par leurs extrémités, respectivement avec un collecteur d'entrée et avec un collecteur de sortie pour le fluide à refroidir, - un châssis rigide en forme de cadre, constitué par deux éléments latéraux situés aux extrémités de cet empilement d'éléments creux et par deux éléments extrêmes qui recouvrent les extrémites des éléments creux, - deux éléments en forme de rigoles de profil circulaire, logés respectivement dans le collecteur d'entrée et dans le collecteur de sortie et dont les extrémités sont reliées respectivement aux éléments latéraux du châssis rigide en forme de cadre, chacun desdits éléments en forme de rigole étant muni, à une extrémité, d'un élément de fermeture et, à l'extrémité opposée, d'un élément de raccordement, ces éléments comportant chacun une partie formant rebord, appliquée contre la surface extérieure de l'un des éléments latéraux du châssis rigide en forme de cadre, de manière à empêcher lesdits éléments latéraux de s'écarter les uns des autres, cet échangeur de chaleur étant caractérisé par le fait qu'il est muni de moyens permettant le montage en baionnette de chaque élément de raccordement et de chaque élément de fermeture à l'extrémité correspondante de chaque élément en forme de rigole, et par le fait que lesdits moyens de montage en balonnette sont conçus de manière à permettre, lorsqu'ils sont en position emboîtée, un certain coulws- sement entre chaque élément de raccordement et l'élément en forme de rigole correspondant, dans la direction longitudinale de cet élément en forme de rigole. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque élément en forme de rigole comporte deux bords longitudinaux dont l'un au moins est muni d'une encoche au voisinage de l'une de ses extrémités et, par le fait que les éléments de raccordement aussi bien que les éléments de fermeture sont munis chacun d'un organe d'engagement, faisant saillie dans la direction radiale et ayant pour rôle de coopérer avec l'une des encoches de l'élément en forme de rigole correspondant pour permettre le montage en baïonnette sur ledit élément en forme de rigole. 3. Echangeur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que chacun des éléments en forme de rigole est muni, à chacune de ses extrémités, de deux encoches situées respectivement sur l'un et sur l'autre des bords longitudinaux de cet élément en forme de rigole. 4. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la partie formant rebord de chacun des éléments de raccordement comporte des moyens d'emboîtement permettant d'appliquer, dans l'élément de raccordement, un outil pour le faire tourner afin de provoquer son emboîtement dans l'élément en forme de rigole correspondant. 5. Echangeur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'emboîtement sont constitués par une saillie radiale du profil de ladite partie formant rebord. 6. Echangeur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'emboîtement constituent un élément de repère permettant d'identifier une position d'emboîtement de chaque élément de raccordement dans l'élément en forme de rigole correspondant. 7. Echangeur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque élément latéral du châssis rigide en forme de cadre, est en contact, à chacune de ses extrémités, avec l'un des deux éléments extrêmes du châssis suivant une portion de surface inclinée de telle sorte que le rapprochement l'un de l'autre des deux éléments latéraux provoque le rapprochement l'un de l'autre des deux éléments extrêmes du châssis rigide en forme de cadre.