Brevet FR2529316A1 — publié le 19831230

Eàhangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, et son dispositif d'étanchéité latérale A L'invention concerne un dispositif d'étanchéité latérale pour un échangeur de chaleur comprenant un faisceau de tubes à ailettes ou analogues, en particulier du type destiné à être utilisé dans un véhicule automobile. Dans les tubes du faisceau de l'échangeur passe un fluide primaire, chaud ou froid selon les cas, destiné à réchauffer ou refroidir un fluide secondaire, tel que de l'air, qui traverse le faisceau de l'échangeur. Dans certains cas, l'échangeur de chaleur est monté dans un bottier qui comprend un conduit de circulation et de guidage du fluide secondaire ou fluide extérieur Le faisceau de l'échangeur étant de forme sensiblement parallélépipédique en général, le fluide secondaire traverse le faisceau en rentrant par l'une des grandes faces de celui-ci et en sor- tant par l'autre grande face opposée, de façon à balayer les ailettes ou autres moyens d'échange thermique dont sont pourvus les tubes et qui s'étendent parallèlement à la di- rection d'écoulement du fluide secondaire. Pour que l'échangeur de chaleur ait un rendement acceptable, il importe que le fluide secondaire ne puisse contourner le faisceau Dans ce but, on a déjà proposé de fermer les faces latérales du faisceau perpendiculaires aux deux gran- des faces traversées par le fluide secondaire, par tous moyens appropriés, tels par exemple que des nervures pré- sentées par les parois du boîtier coopérant avec ces faces latérales, des garnitures d'étanchéité appliquées ou collées sur ces faces latérales, etc Certains des moyens connus sont peu efficaces ou coûteux, ou bien, lorsqu'ils sont fixés sur les faces latérales du îo faisceau, gênent son introduction ou son montage dans le boîtier. L'invention a pour but d'apporter une solution simple, effi- cace et économique au problème de l'étanchéité latérale d'un échangeur de chaleur du type décrit ci-dessus. Elle propose a cet effet un dispositif d'étanchéité latérale pour un échangeur de chaleur, en particulier du type destiné à un véhicule automobile, qui comprend un faisceau de tubes munis d'ailettes, ce faisceau présentant deux grandes faces d'entrée et de sortie respectivement d'un écoulement d'un fluide extérieur ou secondaire et deux faces latérales opposées parallèles à la direction générale des tubes dans le faisceau, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de forme sensiblement rectangulaire allongée se terminant à au moins une de ses extrémités longitudinales par des moyens de clipsage élastique sur l'échangeur. Ainsi, selon l'invention, pour obtenir une bonne étanchéité latérale sur le faisceau d'un échangeur de chaleur, il suf- fit d'appliquer sur la face latérale concernée du faisceau, une plaque rectangulaire que l'on clipse à ses extrémités longitudinales sur des éléments de l'échangeur de chaleur. Une telle plaque peut être réalisée de façon très économique en matière plastique, par moulage en une seule pièce avec les moyens de clipsage. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, les moyens de clipsage sont constitués par des pattes propres à pivo- ter autour d'une ligne perpendiculaire à la direction lon- gitudinale de la plaque, et qui présentent sur leurs bords longitudinaux des découpes et/ou des saillies propres à coopérer élastiquement avec des éléments de l'échangeur, par exemple avec les extrémités des tubes du faisceau. L'invention concerne également un échangeur de chaleur du lo type décrit ci-dessus qui est caractérisé en ce qu'au moins une des faces latérales opposées du faisceau, parallèle à la direction générale des tubes, est recouverte d'une plaque montée par clipsage d'au moins une de ses extrémités longi- tudinales sur des éléments de deux autres faces latérales du faisceau. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de clipsage des plaques sont engagés, par déformation élas- tique, entre les extrémités des tubeset'du faisceau. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan d'un échangeur de chaleur équipé d'un dispositif d'étanchéité latérale selon l'inventioi la figure 2 est une vue de dessus de cet échangeur; la figure 3 est une vue de gauche de l'échangeur; la figure 4 est une vue en plan d'un dispositif d'étanchéité latérale selon l'invention; la figure 5 est une vue en élévation de ce dispositif; la figure 6 est une vue agrandie du détail encerclé VI de la figure 5. L'échangeur de chaleur représenté dans les figures 1 à 3 comprend un faisceau 10 de tubes dans lesquels circule un fluide primaire, de refroidissement ou de chauffage. Le faisceau 10 peut comprendre un seul tube 12 coudé à 1800 aux extrémités du faisceau, comme représenté aux dessins, ou bien une série de tubes parallèles qui sont reliés entre eux, aux extrémités du faisceau, par tout moyen approprié, par exemple par des boîtes à eau ou analogues. Le ou les tube(s) du faisceau sont pourvus de moyens d'échan- ge thermique avec un fluide secondaire ou extérieur balayant le faisceau, ces moyens étant par exemple des ailettes pla- nes parallèles 14 solidaires du ou des tubes et qui s'éten- dent perpendiculairement à la direction générale du ou des tubes à l'intérieur du faisceau Les bords extérieurs de ces ailettes déterminent le contour général extérieur du faisceau et, quand les ailettes sont de forme rectangulaire, le faisceau est de forme parallélépipédique rectangle. Comme indiqué plus haut, ce faisceau est destiné à être traversé par un écoulement de fluide secondaire ou extérieur, par exemple de l'air, qui est amené ou guidé perpendiculai- rement à l'une des grandes faces 16 du faisceau, qui traverse le faisceau en s'écoulant parallèlement aux ailettes 14 et qui ressort par la grande face opposée 16 du faisceau 10. Pour que le fluide secondaire soit correctement réchauffé ou refroidi selon les cas, il est nécessaire qu'il traverse le faisceau 10 sans le contourner et sans ressortir, de la façon indiquée par les flèches 20 en trait pointillé, par les faces latérales opposées 18 du faisceau qui sont paral- lèles à la direction générale du ou des tubes 12 dans le faisceau et qui sont perpendiculaires'aux grandes faces 16 de ce faisceau. L'invention prévoit de recouvrir ces faces latérales 18 du faisceau par des plaques 22 formant dispositif d'étan- chéité latérale, qui ont une forme et des dimensions iden- tiques à celles des faces 18 et qui sont montées par clipsage à leurs extrémités sur le faisceau 10 Ainsi, le fluide secondaire traversant le faisceau ne peut plus sortir de ce faisceau par les faces latérales 18. Les deux autres faces latérales opposées du faisceau, qui sont perpendiculaires aux faces latérales 18 et aux grandes faces 16, sont fermées par des plaques à tubes 24 et 26, de type classique, qui sont des plaques planes rectangulai- res traversées à étanchéité par les extrémités du ou des tubes 12 Les plaques 24, 26 peuvent présenter des rebords en saillie 28, 30, respectivement,qui s'étendent dans le plan des plaques ou perpendiculairement à ce plan,et qui coopèrent par exemple avec des parties du boîtier pour interdire au fluide secondaire de contourner le faisceau par l'extérieur. De même, les plaques d'étanchéité latérale 22 peuvent coopé- rer avec des parties du boîtier pour empêcher le fluide secondaire de contourner le faisceau par l'extérieur, au- dessus et en dessous respectivement des faces latérales 18 dudit faisceau. On se réfère maintenant aux figures 4 à 6, qui représentent de façon plus détaillée une forme de réalisation d'une pla- que 22 selon l'invention. chaque plaque 22 est de forme sensiblement rectangulaire allongée et comporte à ses extrémités longitudinales des moyens de fixation par clipsage, qui sont, dans l'exemple représenté, des pattes 32 s'étendant normalement dans le plan de la plaque 22, mais pouvant être rabattues perpen- diculairement à cette plaque par pliage ou pivotement le long d'une ligne transversale 34 La plaque 22 est une pla- que très mince, relativement rigide, obtenue d'une pièce avec les pattes 32 par moulage ou découpage d'une matière plastique telle que du polypropylène Les lignes de pliage 34 sont matérialisées par des charnières minces et souples, résultant d'un écrasement à la presse, selon un profil en arc de cercle 36, de la-face inférieure 38 de la plaque 22 vers laquelle doivent être rabattues les pattes 32 Les formes particulières des pattes 32 peuvent être obtenues ensuite par découpe,de telle sorte que la ligne de sommet 34 de la partie écrasée de la face inférieure 38 dé la pla- que 22 forme les bords transversaux 40 de la plaque auxquels sont rattachées les pattes 32. Ces pattes planes 32 comprennent des bords longitudinaux concaves 42, incurvés en arc de cercle, raccordés par des becs 44 à un bord transversal d'extrémité 46. Dans cette forme de réalisation, les pattes 32 sont desti- nées à coopérer avec les extrémités du ou des tubes 12 du faisceau, la courbure des bords incurvés 42 des pattes 32 correspondant à la courbure de la surface externe du ou des tubes, les pattes 44 étant destinées à se clipser entre les tubes, comme représenté en figure 3. Ainsi, il suffit de placer une plaque 22 sur la face laté- rale 18 du faisceau qu'elle est destinée à recouvrir, et d'appuyer sur les pattes 32 pour les clipser élastiquement entre deux extrémités voisines de tubes du faisceau. Les plaques 22 forment une protection des extrémités des ailettes 14 et facilitent l'introduction de l'échangeur de chaleur dans son logement d'un boîtier, en empêchant les bords d'extrémités des ailettes de s'accrocher ou de se déformer par contact avec les parois du boîtier. Dans le cas o l'échangeur de chaleur comprend, aux extré- mités du faisceau, des boîtes à eau fixées sur les plaques à tubes 24 et 26, les plaques d'étanchéité latérale peuvent être montées sur les faces latérales 18 du faisceau avant assemblage des plaques à tubes 24 et 26, les pattes 32 de ces plaques étant alors rabattues et clipsées entre les extrémités des tubes, sur les ailettes d'extrémités 14 du faisceau. Dans l'exemple des figures 4 à 6, les pattes d'extrémité 32 sont prévues sensiblement au milieu des bords transver- saux d'extrémités de la plaque 22 de sorte que cette plaque peut être montée sur un faisceau de la façon représentée en partie supérieure de la figure 3 Dans la partie inférieure de cette figure, la plaque 22 ', qui recouvre la face latérale inférieure 18 du faisceau, est identique à la plaque supé- rieure 22, à l'exception du fait que les pattes-de clipsage 32 ' sont décalées latéralement vers l'un des bords longitu- dinaux de cette plaque. Selon une variante, non représentée, la face supérieure 50 de la plaque 22 peut comprendre, de moulage, des nervures destinées à coopérer avec des parois du boltier dans lequel est monté l'échangeur. Selon une variante de l'invention, les boîtes à eau montées aux extrémités de l'échangeur présentent des plots en saillie permettant le clipsage des pattes d'extrémité 32 des plaques d'étanchéité 22. Le clipsage peut se faire, soit entre deux plots prévus sur la boîte à eau (c'est-à-dire de la même façon qu'entre deux extrémités de tube du faisceau), soit sur un seul plot (ou encore sur une seule extrémité de tube), auquel cas la patte de clipsage de la plaque comprend un trou circulaire et une fente radiale reliant l'extrémité libre de la patte à ce trou. Revendications. 1 Dispositif d'étanchéité latérale pour un échangeur de cha- leur, en particulier du type destiné à un véhicule automobile et comprenant un faisceau de tubes munis d'ailettes, ce faisceau présentant deux grandes faces d'entrée et de sortie respectivement d'un écoulement d'un fluide extérieur et deux faces latérales opposées parallèles à la direction générale des tubes dans le faisceau, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque ( 22) de forme sensiblement rectangulaire allong e se terminant à au moins une de ses extrémités longitudinales par des moyens ( 32) de clipsage élastique sur l'échangeur, cette plaque étant destinée à être appliquée sur l'une des- dites faces latérales ( 18) du faisceau. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de clipsage sont des pattes ( 32) propres à pivoter ou à être pliées autour d'une ligne ( 34) perpendicu- laire à la direction longitudinale de la plaque ( 22). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites pattes-( 32) ont des bords longitudinaux incur- vés ( 42) et/ou présentant des saillies ( 44) propres à coopé- rer par clipsage élastique avec des éléments de l'échangeur. 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une patte de clipsage comprend un trou circulaire destiné à être engagé sur un plot en saillie ou une extrémité de tube de l'échangeur, et une fentesradiale reliant ce trou à un bord d'extrémité de ladite patte. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite plaque ( 22) est réalisée en une seule pièce avec les moyens de clipsage ( 32) par moulage de matière plastique et découpe. 6 Dispositif selon l'ensemble des revendications 2 et 5, caractérisé en ce que lesdites pattes ( 32) sont reliées à la plaque ( 22) par des charnières souples, obtenues par écrasement de la matière plastique le long d'une ligne ( 34) perpendiculaire à la direction longitudinale de la plaque 7 Echangeur de chaleur, comprenant au moins un dispositif d'étanchéité latérale selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'au moins une des faces latérales opposées ( 18) du faisceau, parallèles à la direction générale du ou des tubes ( 12) du faisceau, est recouverte d'une plaque ( 22) fixée par clipsage d'au moins une de ses extrémités longitudinales sur des éléments de l'échangeur. 8 Echangeur selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque plaque ( 22) a une forme et des dimensions identiques à celles de ladite face latérale ( 18) du faisceau ( 10) sur laquelle elle est montée. 9 Echangeur selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les moyens de clipsage ( 32) sont engagés, par déformation élastique, entre les extrémités du ou des tubes ( 12) du fais- ceau ( 10). Echangeur selon la revendication 7 ou 8, comprenant une boîte à eau à au moins une extrémité du faisceau de tubes, caractérisé en ce que cette boîte à eau comprend au moins un plot en saillie pour le clipsage de ladite plaque.