Brevet FR2530799A1 — publié le 19840127

La présente invention concerne un échangeur de chaleur et, en particulier, un radiateur pour véhicules automobiles, com- portant plusieurs tubes disposés parallèlement et destinés à as- surer la conduite de l'agent d'échange de chaleur, qui débouchent dans des boîtes à eau supérieure et inférieure, et des ailettes d'échange de chaleur disposées perpendiculairement aux tubes et assemblées solidement avec ceux-ci, ailettes qui présentent, au moins sur un c 8 te frontal, des encoches, qui vont en S 9 élargis- sant vers l'intérieur et qui servent-à la fixation de pièces la- Io térales s'engageant par des pattes dans la rainure formée par les encoches. On connaît déjà, par exemple par la demande de brevet allemand publiée avant examen 24 I 8 I 32, des échangeurs de cha- leur, dans lesquels les pièces latérales ne sont pas fixées aux I 5 bottes à eau, mais bien sur les ailettes d'échange de chaleur elles-mêmes Dans ce case les pièces latérales sont en une seule partie et sont fixées aux ailettes gr 9 ce au fait que ces pattes matricées sont recourbées au moyen d'un outil de pliage sur plus de 900 à partir du plan de la pièce latérale associée et s'appli- quent sur des parois internes s'étendant obliquement de la rai- nure Du fait qu'avec ce mode de fixation des pièces latérales, un outil de pliage est nécessaire, la largeur d'ouverture des en- coches, ou de la rainure formée par celles-ci, doit présenter une dimension appropriée afin que l'outil de pliage puisse être appli- qué et inséré Or, cette condition ne peut-pas toujours être rem- plie, en particulier dans des échangeurs de chaleur de faible profondeur hors tout, de sorte qu'une fixation de ce type devient alors impossible. L'invention a pour objet de créer un échangeur de cha- leur, dont les pièces latérales sont faciles à fixer, mime dans le cas de blocs d'échange de chaleur de faible profondeur hors tout. A cet effet, suivant l'invention, chacune des pièces latérales est formée de deux moitiés, qui sont maintenues assem- blées de manière à pouvoir pivoter l'une par rapport à l'autre autour d'un axe s'étendant suivant la direction de la rainure, et qui sont munies chacune de pattes qui pénètrent jusqu'à l'in- térieur de la rainure au-delà des arêtes latérales et s'appliquent contre les parois latérales de ladite rainure, tandis que, pour assurer un assemblage rigide entre les moitiés de pièce latérale après leur insertion dans la rainure, il est prévu des éléments I O de verrouillage Il est alors possible de fixer les pièces laté- rales formées chacune de deux moitiés sans outil de pliage Comme les moitiés de pièce latérale peuvent pivoter autour d'un axe s'étendant suivant la direction de la rainure, elles peuvent ini- tialement être placées l'une par rapport à l'autre de manière à I 5 faire entre elles un angle aigu, tandis que les pattes des deux pièces latérales (moitiés) sont orientées sensiblement dans la même direction et s'étendent pratiquement dans le même plan Ces pattes ne sont alors écartées les unes des autres que dans une faible mesure (vues dans le sens de pivotement des moitiés de pièce latérale) de sorte qu'élles peuvent être insérées sans dif- ficulté, même dans une ouverture étroite de la rainure qui va s'élargissant vers l'intérieur Ensuite, on fait pivoter les moi- tiés de pièce latérale l'une par rapport à l'autre de manière à augmenter l'angle qu'elles font entre elles et, par conséquent, l'angle entre les pattes Les pattes de chacune des moitiés vien- nent ainsi s'appliquer contre la paroi opposée dans la rainure, car ces pattes sont agencées de manière à pénétrer dans la rainure au-delà des arêtes latérales, ainsi, aucun outil de pliage n'est plus nécessaire, de sorte que les encoches des ailettes, ou la rainure formée par ces encoches peuvent être maintenues de dim- ension relativement faible Cela est particulièrement avantageux dans les blocs d'échange de chaleur de faible profondeur hors tout Un autre point avantageux réside en ce que les pièces laté- rales peuvent ainsi être montées sur l'échangeurde chaleur ul- térieurement à l'assemblage de celui-ci Après l'insertion des pattes, et le pivotement relatif écartant les moitiés l'une de l'autre, les pièces latérales constituées par ces moitiés peu- vent être assemblées entre elles de façon rigide au moyen d'élé- ments de verrouillage, de sorte qu'elles sont fixées à force sur le bloc à ailettes et ne peuvent plus se détacher d'elles-mêmes. Il est alors avantageux que les pattes soient décalées entre elles avec un écartement déterminé à la manière des dents I O d'un peigne en s'étendant au-delà des arêtes latérales des moi- tiés de pièce latérale, et que les pattes respectives des deux moitiés de pièce latérale, qui sont de conformation identique mais inversées les unes par rapport aux autres, s'interpénètrent en s'interverrouillant Grâce à la conformation identique des I 5 deux moitiés de pièce latérale, il est possible de fabriquer cel- les-ci " à la chatne " Chacune des deux moitiés peut alors être posée indifféremment d'un c 8 té ou de l'autre et, de plus, la fa- brication de telles moitiés de pièce latérale devient alors très simple. Suivant une autre caractéristique de l'inventions les encoches sont élargies en queue d'aronde et les pattes sont réa- lisées sous une forme rectiligne et font avec la moitié-de pièce latérale associée, un angle de plus de 90 Ce mode de réalisa- tion des pattes est particulièrement simple. Il est également avantageux que les pattes soient réali- sées en forme de crochet et présentent chacune une entaille, qui s'étend dans la même direction que l'arête latérale associée et est immédiatement adjacente à celle-ci, cette entaille offrant en outre une largeur correspondant au moins à l'épaisseur des moi- tiés de pièce latérale Les moitiés de pièce latérale peuvent alors être assemblées entre elles avec interpénétration avant leur insertion dans la rainure, dans laquelle elles peuvent ain- si être insérées comme un tout Les entailles forment, de cette manière, l'axe de pivotement proprement dit des moitiés de pièce latérale Pour empêcher un décalage, suivant la direction de la rainure, des moitiés de pièce latérale fixées, il est en outre avantageux de munir les pattes de dents, qui "mordentl" dans les ailettes d'échange de chaleur. Si les moitiés de pièce latérale sont fabriquées en tôle, il est avantageux de prévoir, comme élément de verrouillage, une plaque de tôle fixée sur elles Cette plaque de tale peut par ex- emple, être disposée transversalement sur les deux moitiés de Io pièce latérale et être soudée à celles-ci sur leur côté supérieur. Les pièces latérales peuvent toutefois également être fabriquées sous la forme de pièces en matière plastique moulées par injec- tion, et les deux moitiés peuvent alors former une seule porte, si elles sont assemblées entre elles par une charnière pellicu- I 5 laire constituant l'axe de pivotement Il est alors également possible de prévoir, comme élément de verrouillage, un élément de retenue et de maintien dit ci-après "support", qui repose par une plaque de base sur les pièces latérales et présente à cet emplacement des ouvertures par lesquelles il peut être engagé sur des boutons faisant saillie sur les moitiés de pièce latérale, ce qui établit une liaison par encliquetage Avec cette disposition,. d'une part, le support est fixé de manière sure et, d'autre part, le verrouillage des moitiés de pièce latérale est en même temps obtenu On peut également prévoir, au lieu d'utiliser un support séparé encliquetable, de former, en partie intégrante avec les moitiés de pièce latérale, des paroies faisant saillie à partir de celles-ci et servant de support, de sorte qu'aucun support supplémentaire n'est alors plus nécessaire. Dans une autre forme d'exécution avantageuse de l'in- vention, il est prévu de munir les moitiés de pièce latérale de segments de-paroi recourbés sur 900 à partir du côté frontal des ailettes d'échange de chaleur et s'appliquant latéralement con- tre celles-ci, de sorte que les pièces latérales maintiennent alors sur le c 8 té les ailettes d'échange de chalevr par ces seg- ments de paroi à partir du o 8 té fronal Ainsi, la position des pièces latérales sur le c 8 té frontal est fixée de manière très sure et un décalage éventel transversalement à la direction de la rainure est évité Il est alors également possible d'utiliser, comme élément de verrouillage, une goupille s'étendant entre les segments de paroi et engagée à travers des perçages prévus en des emplacements opposés dans les dits segments de paroi, goupille qui fait saillie latéralement au-delà des segments de paroi et I O dont les extrémités en saillie sont ensuite recourbées. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes d'exécution. I 5 Sur ces dessins: la Fig I est une représentation en perspective d'une section partielle d'un radiateur suivant l'invention, représenté sans bo Sttes à eau; la Fig Ia est une vue en élévation latérale (ou de pro- fil), dans le sens de la flèche Ia de la Fig I, d'un radiateur suivant l'invention avec ses bottes à eau; la Fig 2 a est une vue, prise dans le sens de la flèche A de la Fig I, de deux moitiés de pièce latéeale suivant l'in- vention assemblées entre elles; la Fig 2 b est une vue, prise dans le sens de la flèche B de la Fig I, avec des moitiés de pièce latérale telles que re- présentées sur la Fig 2 a; la Fig 2 c est une vue de profil d'une pièce latérale coupée le long de l'axe de pivotement, telle que représentée sur les Fig 2 a, 2 b; > la Fig 3 a est une vue, prise dans le sens de la flèche s A de la Fig I, de deux moitiés de pièce latérale suivant l'inven- tion assemblées entre elles, selon une autre forme d'exécution; ",J la Fig 3 b est une vue, prise dans le sens de la flè- che-B de la Fig I, avec des moitiés de pièce latérale telles que représentées sur la Fig 3 a; la Fig 3 c est une vue de profil d'une pièce latérale coupée le long de l'axe de pivotement, telle que représentée sur les Fig 3 a, 3 b; la Fig 4 a est une vue, prise dans le sens de la flèche A de la Fig I, de deux moitiés de pièce latérale suivant l'in- vention, assemblées entre elles, selon une troisième forme d'exé- I O cution; la Fig 4 b est une vue, prise dans le sens de la flèche B de la Fig I, avec des moitiés de pièce latérale telles que re- présentées sur la Fig 4 a, mais à plus grande échelles et la Fig 4 c est une vue de profil d'une pièce latérale I 5 coupée le long de l'axe de pivotement,telle que représentée sur les Fig 4 a, 4 b Sur la Fig I est représentée en perspective une sec- tion du corps d'échange de chaleur (ou "nid d'abeilles") d'un ra- diateur, corps qui comprend un faisceau au bloc à ailettes I, constitué par les tubes 2, dans lesquels circule l'un des agents d'é- change de chaleur, par exemple de l'eau, et par les ailettes de refroidissement 3, qui sont "léchées" tout autour de leur surfa- ce par l'autre agent d'échange de chaleur,-par exemple de l'air. Les bottes à eau 25 et 26, disposées, respectivement, aux extrémités supérieures et inférieures des tubes 2, sont représentées sur la Fig Ia Les ailettes de refroidissement 3 sont disposées paral- lèlement entre elles avec un faible espacement et sensiblement perpendiculairement aux axes longitudinaux des tubes 2, avec les- quels elles sont solidement assemblées Les ailettes comportent des ouvertures pour les tubes 2 et présentent, sur leurs côtés frontaux 22 (un seul côté frontal est représenté) des encoches en queue d'aronde 5 qui forment, dans le bloc à ailettes If sur le côté frontal 22, une rainure-continue 6 Cette rainure 6 sert à la fixation de pièces latérales 7, sur lesquelles sont à leur tour montés des supports non représentés sur la Pig I, destinés à la fixation de l'échangeur de chaleur, par exemple en vue de son installation dans un véhicule automobile Les pièces latérales sont formées chacune de deux moitiés 7 a et 7 b, qui s'engagent par des pattes 8 dans la rainure 6 formée par les encoches 5. Chacune des moitiés de pièce latérale 7 a, 7 b recouvre une moitié correspondante de la paroi frontale 22 et est maintenue contre IO O celleci essentiellement par l'engagement des pattes 8 dans la rainure 6 En outre, les pièces latérales 7 présentent des seg- ments de paroi 21 recourbés à 90 par rapport au c 8 té frontal 22 des ailettes d'échange de chaleur 3 et s'appliquent latéralement sur celles-ci. L 5 Comme on peut le voir d'après les autres figures, les pattes 8, 8 a sont prolongées au-delà des arêtes latérales 20 par des parties respectives recourbées d'un angle de plus de 90 , cha- cune de ces parties recourbées s'engageant dans la rainure 6 et venant s'appliquer suivant la direction de celles-ci, contre l'une des parois latérales 5 a, 5 b des encoches en queue d'aronde 5 (cf Fig 2 b) Les pièces latérales (ou plus précisément les moitiés de pièce latérale) 7 a et 7 b peuvent pivoter l'une par rapport à l'autre autour de l'axe S, de sorte que, m Ame dans la position dans laquelle leurs pattes s'interpénètrent, on peut les faire pivoter l'une par rapport à l'autre en vue de leur engagement dans la rainure 69 de telle manière que la distance entre les extrémités libres des pattes devienne plus petite que l'étroite ouverture côté frontal de la rainure 6 Après l'insertion des pattes dans la rainure, celles-ci, lorsqu'on écarte les moitiés par pivotement relatifen direction des surfaces des côtés fron- taux, viennent s'appliquer contre les parois 5 a, 5 b, et cela de telle manière que les pattes 8 de chacune des moitiés de piéce latérale viennent s'appliquer contre la paroi opposée En consé- quence, aucun outil de pliage n'est nécessaire pour assurer la fixation des pièces latérales devant être engagées dans la rainure Les encoches 5 peuvent donc etre maintenues relativement petites. Dans l'exemple d'exécution représenté sur les Fig 2 a à 2 c, les pièces latérales 7 a, 7 b sont en tale et présentent la même conformation Par conséquent, elles peuvent &tre fabriquées "à la chalne" ou en série Les pattes 8 sont réalisées en forme de crochet et présentent chacune une entaille II, immédiatement I O adjacente à l'ar 8 te latérale 20 associée et s'étendant dans la meme direction que celle-ci, ladite entaille ayant une largeur légèrement plus grande que l'épaisseur des moitiés de pièce laté- rale 7 a, 7 b Le long de l'entaille II est ainsi formé l'axe de pivotement S A l'extrémité libre des pattes 8 sont formées des dents 9, qui "mordent" dans les ailettes d'échange de chaleur 3, de sorte qu'un décalage longitudinal des pièces latérales dans la rainure est impossible. Les entailles II permettent de suspendre les pièces la- térales l'une dans l'autre et de les maintenir ainsi de telle ma- nière qu'elles puissent pivoter l'une par rapport à l'autre tan- dis qu'ensuite, après l'insertion effectuée de 1 l manière décrite cidessus, un pivotement relatif inopiné qui pourrait permettre aux moitiés de pièce latérale de se séparer l'une de l'autre est empoché grâce au fait qu'un support en tôle I 2 (Fig 2 b) s'éten- dant transversalement au-dessus de la surface supérieure des moi- tiés de pièce latérale 7 a, 7 b est soudé sur celles-ci, de sorte que les pièces latérales sont solidement ancrées dans la rainure. D'autres dents IO prévues sur les segments de paroi 21 des moitiés de pièce latérale s'appliquent également entre les ailettes d'é- change de chaleur 3, ce qui renforce encore la sécurité de la fi- xation. La pièce latérale représentée sur les Fig 3 a, 3 b et 3 c est fabriquée en matière plastique Les deux moitiés 7,a, 7 b sont 2530 ? 799 assemblées entre elles par l'intermédiaire d'une charnière pelli- culaire 13 constituant l'axe de pivotement S, de-sorte que les pattes 8 a formées sur elles peuvent également être insérées sans difficulté, après un pivotement relatif approprié, dans la rainu- re 6 formée par les encoches Les pattes 8 a sont de forme rectan- gulaire et s'interpénètrent également en s'interverrouillant Sur la surface supérieure des moitiés de pièce latérale 7 a, 7 b sont formés des boutons 14, sur lesquels un support I 5 peut être enga- gé avec encliquetage par des ouvertures pratiquées dans sa plaque I O de base I 5 a D'une part, cela rend possible un montage simple du support et, d'autre part, celui-ci peut alors servir en même temps d'élément de verrouillage propre à empêcher tout mouvement de pivotement relatif entre les deux moitiés de pièce latérale 7 a, 7 b après leur fixation Les pattes 8 a sont munies sur leur c 8 té extérieur de dents I 7, qui s'engagent entre les ailettes d'échange de chaleur, pour empêcher tout décalage des pièces la- térales. L'exemple d'exécution des Fig o 4 a, 4 b et 4 c représente des pièces latérales qui sont également fabriquées en matière plastique Dans cette variante, une charnière pelliculaire I 3 assemble également entre elles les deux pièces latérales 7 at 7 b. La forme des pattes 8 a est également rectangulaire En revanche, à la différence de l'exemple d'exécution représenté sur les Fig. 3 a à 3 c, les pièces latérales de la Fig 4 sont verrouillées par une goupille 19 jouant le rôle de tirant d'ancrage A cet effets les segments de paroi 2 I sont prolongés, en des points appropriés des pièces latérales, en particulier aux extrémités avant et ar- rière (en considérant la direction longitudinale) de celles-ci par des appendices en forme d'oreille ( 2 Ia) et présentent dans ces oreilles des perçages 23 (cf Fig 4 c), à travers lesquels les goupilles 19 peuvent être enfilés La goupille I 9 est plus longue que la distance entre les segments de paroi opposés 2 I, -2530799 I O de sorte que ses extrémités font saillie au-delà de ces derniers. La goupille peut, par conséquent, après avoir été enfilée entre deux ailettes d'échange de chaleur adjacentes, être recourbée de telle manière (éventuellement avec interposition d'une rondelle d'espacement I 8) que les pièces latérales soient ainsi verrouil- lées Ce mode de verrouillage peut, bien entendu, être prévu éga- lement pour des pièces latérales en tôle de conformation corres- pondante Lorsque les tubes 2 sont disposés en quinconce (of Fig. 4 b), la goupille I 9 peut également ne pas s'étendre, entre les I O ailettes d'échange de chaleur parallèlement à la surface des cô- tés frontaux, comme on peut le voir sur la Fig 4 b Le diamètre des perçages 23 est choisi légèrement plus grand que celui de la goupille I 9 pour permettre un enfilage plus facile de celle-ci. Comme la distance entre les ailettes d'échange de chaleur adja- I 5 centes est normalement plus petite que le diamètre de la goupille, lesdites ailettes d'échange de chaleur, entre lesquelles la gou- pille est engagée, sont légèrement déformées et écartées l'une de l'autre, ce qui toutefois n'a aucune influence sur le fonction- nement de l'échangeur de chaleur. En outre, des parois 24 et des parois 25 sont formées en partie intégrante avec les moitiés de pièce latérale et font saillie vers le haut à partir de la surface supérieure de celles- ci, des perçages I 6 respectifs opposés situés en regard l'un de l'autre étant pratiqués dans les parois 24, qui s'étendent dans la même direction que la rainure, perçages au moyen desquels une fixation de l'échangeur de chaleur est alors possible Les parois , qui s'étendent transversalement à la direction de la rainure 6, sont orientées obliquement vers celle-ci, de façon que, lors de l'insertion des pattes 8 a dans ladite rainure 6, un mouvement de pivotement relatif entre les deux pièces latérales reste pos- sible. II R EV EN D I C A T I O-N S I Echangeur de chaleur, en particulier radiateur pour véhicules automobiles, comportant plusieurs tubes disposés parali lèlement et destinés à assurer la conduite de l'agent d'échange de chaleur, qui débouchent dans des boltes à eau supérieure et inférieure, et des ailettes d'échange de chaleur disposées per- pendiculairement aux tubes et assemblées solidement avec ceux-ci, ailettes qui présentent, au moins sur un c Ste frontal, des enco- ches qui vont en s'élargissant vers l'intérieur et qui servent à la fixation de pièces latérales, qui s'engagent par des pattes Io O dans la rainure formée par les encoches, ledit échangeur de cha- leur étant c aractérisé en ce que chaque pièce latérale ( 7) est constituée par deux moitiés ( 7 a, 7 b), qui sont assemblées entre elles de manière à pouvoir pivoter l'une par rapport à l'autre, chacune par une arête latérale ( 20) autour d'un axe (S) s'éten- I 5 dant suivant la direction de la rainure ( 6), et qui sont toutes deux munies de pattes ( 8, 8 a) qui, en s'étendant au-delà des arêtes latérales ( 20), pénètrent jusque dans la rainure ( 6) et s'appliquent contre ses parois latérales (Sa, 5 b), et en ce que, pour assurer un assemblage rigide entre les moitiés de pièce la- térale ( 7 a, 7 b), après leur insertion dans la rainure ( 6), il est prévu des éléments de verrouillage (I 2, I 4, I 5, I 9). 2 Echangeur de chaleur suivant la revendication I, carac- térisé en ce que les pattes ( 8, 8 a) font saillie au-delà des ar 8- tes latérales ( 20) des moitiés de pièce latérale ( 7 a, 7 b) avec un décalage entre elles correspondant à un écartement déterminé, à la manière des dents d'un peigne, les pattes de chacune des deux moitiés de pièce latérale, qui sont de même conformation I 2 mais qui sont posées en sens inverses, s'interpénétrant en s'in- terverrouillant. 3 Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications I et 2, caractérisé en ce que les encoches ( 5) sont élargies en crueue d'aronde, et en ce que les pattes ( 8, 8 a) sont réalisées sous une forme rectiligne et font avec les moitiés de pièce la- térale associées ( 7 a, 7 b) un angle de plus de 900. IO O 4 Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que les pattes ( 8) sont réalisées en forme de crochet et présentent chacune une entaille (II), qui s'étend dans la même direction que l'arête latérale ( 20) associée et est immédiatement adjacente à celle-ci, entaille qui présen- I 5 te une largeur correspondant au moins à l'épaisseur des moitiés de pièce latérale ( 7 a, 7 b). Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications I à 4, caractérisé en ce que les pattes ( 8) sont munies de dents ( 9, I 7), qui "mordent" dans les ailettes d'échange de chaleur ( 3). 6 Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications I à 5, caractérisé en ce que les moitiés de pièce latérale sont fabriquées en tale ( 7 a, 7 b). 7 Echangeur de chaleur suivant la revendication 6, carac- térisé en ce qu'il est prévu, comme élément de verrouillage, une plaque de tale (I 2) fixée sur les moitiés de pièce latérale. 8 Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications I à 5, caractérisé en ce que les moitiés de pièce latérale ( 7 a, 7 b) sont des pièces en matière plastique moulées par injection. 9 Echangeur de chaleur suivant la revendication 89 carac- térisé en ce que les moitiés de pièce latérale ( 7 a, 7 b) sont as- semblées entre elles par une charnière pelliculaire (I 3) formant l'axe de pivotement (S). IO Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme élément de ver- rouillage, un support (I 5), qui repose par une plaque de base ( 15 a) sur les moitiés de pièce latérale ( 7 a, 7 b) et présente, dans ladite plaque de base, des ouvertures par lesquelles il peut 8 tre engagé sur des boutons (I 4) faisant saillie sur lesdites moitiés de pièce latérale ( 7 a, 7 b) et permettant l'établissement d'une liaison par encliquetage. II Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications 8 à IO 0, caractérisé en ce que les parois ( 24, 25) servant de support sont formées en partie intégrante avec les moitiés de pi- èce latérale ( 7 a, 7 b), sur la surface supérieure desquelles les- dites parois sont saillie. I 2 Echangeur de chaleur suivant l'une des revendications I à II, caractérisé en ce que les moitiés de pièce latérale ( 7 a, 7 b) sont munies de segments de paroi ( 2 I-) recourbés de 900 par rapport au côté frontal ( 2 Z) des ailettes d'échange de chaleur ( 3) et s'appliquant latéralement sur oelles-ci. I 3 Echangeur de chaleur suivant la revendication I 2, carac- térisé en ce qu'il est prévu, comme élément de verrouillage, une goupille (I 9) enfilée à travers des perçages ( 23) pratiqués en regard l'un de l'autre dans les segments de paroi ( 2 I) et s'éten- dant entre ces derniers, goupille qui fait saillie latéralement au-delà desdits segments de paroi ( 2 I) et dont les extrémités en saillie sont recourbées.