Brevet FR2499704A1 — publié le 19820813

L'invention concerne un dispositif de botte à eau et vase d'expansion pour un échangeur de chaleur, par exemple pour un radiateur faisant partie d'un circuit de refroidisse- ment d'un moteur de véhicule automobile. On connaIt un tel dispositif dans lequel la botte à eau et le vase d'expansion sont formés d'un bottier unique présentant une cloison interne partageant son volume en une chambre collectrice et une chambre d'expansion. Ce dispositif présente l'inconvénient de mal résister aux déformations cau- sées par les variations de pression interne, le bottier unique pouvant même dans certains cas se fissurer ou se briser. L'invention a pour objet un dispositif formant botte à eau et vase d'expansion qui ne présente pas cet inconvénient. le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que la botte à eau et le vase d'expansion sont formés par des bottiers à paroi mince, extérieurs l'un à l'autre, ayant cha- cun une configuration optimale, par exemple à section sensi- blement circulaire ou semi-circulaire, eu égard à sa résis- tance aux déformations causées par des variations de pression interne, et forment par exemple un ensemble monobloc. Une telle configuration optimale est propre à conférer aux bottiers la résistance requise à l'égard des efforts pro- voqués par des variations de pression interne et permet de les fabriquer avec une épaisseur de paroi plus faible que dans la technique antérieure, donc de diminuer le coet et le poids d'un tel dispositif. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux bottiers sont reliés l'un à l'autre par un voile mince venant de moulage. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un couvercle muni de la tubulure de remplissage propre à rece- voir un bouchon de fermeture est rapporté sur le bottier for- mant vase d'expansion ce qui permet de donner à ce dernier une section aussi importante que souhaitée. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face d'un dispositif selon l'inrvention; - la figure 2 est une vue de gauche de ce dispositif; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne 11-IIIII de la figure il, à- plus grande échelle; - la figure 4 est une vue semblabl1, à la figure 3, mais représente une variante de réal saion; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'-une autre variante de réalisation d'un diî.-istif selon l'inven- tion; - lafigure 6estune vue en cuip3 selon la ligne IV-IV de la figure 5; -la figure 7 est une vue de face d'encore une autre variante de réalisation d'un dispositif selon l'invention; et - la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne ViII-ViII de la figure 7. On se réfère d'abord aux figures I à. 3 qui représentent une première forme de réalisation de l'invention. le dispositif 10 représenté dans ces figures comprend une boite à eau il et un vase d'expansion 12 qui sont parai- lèles et voisins, mais non accolés l'un à l'autre; il est monobloc et est moulé en une seule pièce en matière plastique ou analogue. la botte à eau il comprend une paroi 13 sensiblement semi-cylindrique à section circulaire, d'épaisseur faible, qui peut ttre nervurée afin de mieux résister aux déformations causées-par des variations de pression interne. les bords latéraux de cette paroi 13 se terminent par des parties 14 de fixation du dispositif sur un collecteur d'échangeur de cha- leur, d'une façon qui est bien connue et qui ne sera pas décrite plus en détail. le vase d'expansion 12 est de forme tronconique à sec- tion circulaire et est également d'épaisseur faible, la forme tronconique étant un moyen naturel connu permettant l' extrac- tion de la broche de moulage de ce vase d'expansion. Son extrémité supérieure forme un embout 16 de remplissage, pro- pre à recevoir un bouchon de fermeture du type comprenant par exemple des clapets tarés de surpression et de dépression. L'extrémité supérieure 16 qui est l'extrémité de démoulage peut également, comme dans l'exemple représenté, recevoir une plaque 60 rapportée. Cette plaque 80 présente une tubulure 81 à laquelle on peut ainsi donner une orientation et une dimen- sion choisies sans devoir changer le moule du vase d'expan- sion. Ladite tubulure est propre à recevoir un bouchon de fermeture qui peut également être de type voulu, par exemple à clapets tarés. L'extrémité inférieure 17 du vase d'expan- sion 12 est de forme tronconique et débouche par un orifice 18 dans une tubulure sensiblement horizontale 19 qui forme la tubulure de sortie de l'échangeur et qui est reliée à la botte à eau 11. Dans l'exemple représenté, le vase d'expansion 12 com- prend un embout intermédiaire 20 de montage d'un détecteur de niveau, tandis que la botte à eau il comprend, à sa partie inférieure, un embout ou un orifice 21 de montage d'un détec- teur de température, ainsi qu'un pion 22 de fixation sur un support approprié. A leurs extrémités supérieures, la botte à eau Il et le vase d'expansion 12 sont réunis par une collerette 23 ner- vurée qui comporte également un pion 24 de fixation sur ledit support. Un conduit 25 de dégazage relie les volumes internes de la botte à eau il et du vase d'expansion 12. On notera enfin que le volume interne de la botte à eau est partagé en deux chambres par une cloison transversale 26 en 8, le dispo- sitif tel que représenté étant propre à être utilisé avec un faisceau d'échangeur de chaleur du type à circulation de liquide en S. Comme on le voit plus clairement en figure 3, la botte à eau il et le vase d'expansion 12 sont reliés l'un à l'autre par un voile mince 27 de matière venant de moulage en une seule pièce avec la botte à eau 11 et le vase d'expansion 12, entre la tubulure inférieure 19 de sortie de l'échangeur et la collerette supérieure 23. Ce voile 27 n'est pas à propre- ment parler indispensable, mais il permet de réduire les vibrations du vase d'expansion 12. On se réfère maintenant à la figure 4, représentant une variante de réalisation du dispositif selon l'invention, Par comparaison avec la figure 3, on voit que cette variante de réalisation ne diffère du dispositif 10 qui vient d'être décrit que par la forme du vase d'expansion 30 qui est sensi- blement semi-cylindrique et dont les bords 31 ont sensible- ment la même configuration que les boerds 32 de la botte à eau 33 (qui est de forme semi-cylindrique comme dans le mode de réalisation de la figure 3), de sorte que le vase d'expansion peut être fermé par une plaque rapportée 34 (dessinée schématiquement en trait fant8me) qui est avantageusement ana- logue au collecteur ou plaque à trous du faisceau de l'échan- geur, sur lequel sera montée la botte à eau 33. La plaque rapportée 34 peut également de façon non représentée être de forme semi-cylindrique. On se réfère maintenant aux figures 5 et 6 qui repré- sentent une autre variante de réalisation de l'invention. Dans cette variante, le dispositif 40 de botte à eau et vase d'expansion comprend une botte à eau 41 de forme sen- siblement semi-cylindrique (et du même type que celle repré- sentée dans les figures 1 à 4) et un vase d'expansion 42 formé de deux bottiers 43 et 44 tronconiques à section circulaire, qui sont parallèles et voisins, mais distants l'un de l'autre. Oes bottiers 43 et 44 sont fermés de moulage à leur extrémité inférieure et reçoivent, à leur extrémité supérieure ouverte, une plaque rapportée 45 formant couvercle de ferme- ture de l'extrémité supérieure du bottier 43 et embout de remplissage 46 au-dessus de l'extrémité supérieure ouverte du bottier 44. Oette plaque 45 peut ttre en toute matière appro- priée et ttre fixée de toute façon appropriée sur l'extrémité supérieure des bottiers 43 et 44, elle permet également de fixer un bouchon de type et de dimension voulus dans une orientation choisie. La botte à eau 41 communique avec le premier bottier 43 du vase d'expansion 42 à sa partie inférieure par une conduite 47 et à sa partie supérieure par une conduite de dégazage 48. Le bottier 43 communique avec le bottier 44 par, à sa partie inférieure, une conduite 49 qui est sensiblement alignée avec 2499704 la conduite 47 et, en partie supérieure, par un conduit de dégazage 50. La botte à eau 41 et les bottiers 43 et 44 sont formés d'une pièce par moulage, la botte à eau 41 étant reliée au bottier 43, entre les conduites 47 et 48, par un voile mince 51, tandis que le bottier 43 est, de la même façon, relié au bottier 44 par un voile mince 52. On comprend que cette forme de réalisation représentée dans les figures 5 et 6 permet d'obtenir un vase d'expansion 42 ayant un volume deux fois plus important que celui de la forme de réalisation des figures 1 à 3, pour le même encom- brement transversal. On se réfère maintenant aux figures 7 et 8 qui repré- sentent une autre variante du dispositif selon l'invention, selon laquelle la botte à eau et le vase d'expansion sont propres à être disposés horizontalement en position d'utili- sation, alors que, dans les formes de réalisation représen- tées aux figures 1 à 6, la botte à eau et le vase d'expansion sont à disposition verticale. Le dispositif 60 des figures 7 et 8 comprend une botte à eau 61 de forme sensiblement cylindrique, de même type que celle représentée dans les figures précédentes, et un vase d'expansion 62 de section sensiblement circulaire, qui est relié à la botte à eau 61 par un voile plan et mince 63 de matière venant d'une pièce par moulage avec la botte à eau 61 et le vase d'expansion 62, et, à ses extrémités, par une collerette nervurée 64 et par une partie comprenant une tubu- lure 65 d'entrée ou de sortie de liquide dans l'échangeur. L'extrémité 66 du vase d'expansion 62, voisine de la colle- rette nervurée 64, est ouverte pour permettre l'extraction de la broche de moulage de ce vase d'expansion et elle reçoit une plaque de fermeture pouvant supporter un embout de rem- plissage, l'autre extrémité du vase d'expansion 62 comportant un embout 67 pour le montage d'un accessoire tel qu'un détec- teur de niveau. Le volume interne de la botte à eau 61 est relié à celui du vase d'expansion 62, d'une part, par un conduit 68 de dégazage et, d'autre part, par un conduit d'aspiration 69 formé au niveau de la collerette nervurée 64. Le vase d'expansion tel que représenté comprend encore un embout 70 de remplissage, à disposition verticale, formé sensiblement au milieu dudit vase d ezpansion 62 dans le cas o cet embout n'est pas sur la plaque de fermeture de l'extré- mité 66. Un pion tubulaire 71 de fixation sur un support approprié peut ttre prévu latér lement*, -o me représsn;é dans les figures 7 et 8. En règle générale, l'invention periet de diminuer les épaisseurs de paroi de bolte à eau et vne d'expansion d'en- viron 30 % en conservant leur résistance aux variations de pression interne, ou bien, avec les mtmes épaisseurs de paroi que dans la technique antérieure, d'augmenter notablement cette résistance. ItDVnJl CATIO1'S 1. Dispositif formant botte à eau et vase d'expansion pour un échangeur de chaleur, tel qu'un radiateur faisant partie d'un circuit de refroidissement de moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce que la botte à eau (11,33,41,61) et le vase d'expansion (12,30,42, 62) sont formés par des bottiers à paroi mince extérieurs l'un à l'autre, ayant cha- cun une configuration optimale, par exemple à section sensi- blement circulaire ou semi-circulaire, eu égard à leur résis- tance aux déformations causées par des variations de pression interne. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits bottiers forment un ensemble monobloc (10, ,60)-. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit ensemble monobloc (10,40,60) est obtenu de moulage. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la botte à eau (11,33,41,61) et le vase d'expansion (12,30,42,62) sont distants l'un de l'autre et sont reliés l'un à l'autre par des conduits d'aspiration (19, 47,69) et/ou de dégazage (25,48,68). 5. Dispositif selon l'une des revendications i à 4, caractérisé en ce que la botte à eau (11,33,41,61) et le vase d'expansion (12,30,42,62) sont reliés l'un àL'autre par un voile mince (27,51,63) de matière venant par moulage d'une pièce avec la botte à eau et le vase d'expansion. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, une extrémité du vase d'expansion (12, 42,62) étant un orifice de démoulage, cet orifice est fermé par un couvercle rapporté (45,80) comportant par exemple un embout de remplissage (46,81). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la botte à eau (33) et le vase d'expan- >5 Sion (30) sont de forme semi-cylindrique à section circulaire et sont fermés, l'une par le collecteur ou plaque à trous du faisceau de l'échangeur, l'autre par une plaque (34) 8 - 2499704 semblable à ce collecteur ou Éventuellement semi-cylindrique. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bote à eau (11,41,61) est de for:e semicylindrique à section circulaire et le vase d'expansion (12,42,62) est à section circulaire. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend deux boltiers (43,44) formant vase d'expansion (42) extérieurs l'un à l'autre, reliés par des conduits (49,50). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les deux boitiers(43,44) formant vase d'expansion sont reliés l'un à l'autre par un voile mince (52) venant de moulage. 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, carac- térisé en ce que les deux bottiers (43,44) formant vase d'expansion (42) sont à extrémité supérieure ouverte, rece- vant un couvercle rapporté (45) qui ferme l'extrémité d'un des bottiers (43) formant vase d'expansion et forme embout de remplissage (46) à l'extrémité de l'autre bottier (44) for- mant vase d'expansion. 12. changeur de chaleur, tel qu'un radiateur faisant partie du circuit de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (10,40,60) de boite à eau et vase d'expansion selon l'une des revendications précédentes.