Brevet FR2579309A1 — publié le 19860926

VALEO Aff. 271 Boite à eau d'un échangeur de chaleur pour véhicule automobile, contenant un radiateur d'huile. L'invention concerne une boite à eau d'un échangeur de chaleur pour véhicule automobile, cette boîte à eau contenant un radiateur d'huile pour permettre, essen- tiellement, de refroidir par le liquide circulant dans l'échangeur l'huile qui circule dans le radiateur. Dans les dispositifs connus de ce type, le radiateur d'huile est placé dans la boite à eau avant montage de celle-ci sur l'extrémité.d'un faisceau de tubes ou d'un corps d'échangeur de chaleur, le radiateur d'huile. étant introduit dans la boîte à eau par la face ouverte de celle-ci qui viendra coiffer l'extrémité du corps ou du faisceau de tubes de l'échangeur. Le radiateur d'huile comprend deux tubulures de raccordement au cir- cuit d'huile de lubrification du moteur et/ou de la boite de vitesse, ces deux tubulures étant montées à étanchéité et fixées dans deux orifices de la paroi latérale de la boite à eau, ces orifices ayant un dia- mètre correspondant sensiblement au diamètre externe des tubulures, pour des raisons d'étanchéité. Pour que ce montage du radiateur dans la botte à eau soit possible, il faut que la botte à eau ait une lar- geur au moins sensiblement égale à l'encombrement to- tal du radiateur d'huile dansla même dimension, c'est- à-dire en général à la largeur du radiateur augmentée de la longueur des tubulures. La boîte à eau doit donc avoir une largeur relativement importante, qui est largement supérieure à l'épaisseur, ou dimension cor- respondante, des faisceaux de tubes des échangeurs actuels et qui est donc disproportionnée par rapport à cette dimension du faisceau. Cela conduit en fait à utiliser des boîtes à eau spéciales, ainsi que des collecteurs et des joints d'étanchéité spéciaux, à la place des boites à eau, des collecteurs et des joints d'étanchéité usuels lorsque l'on veut disposer un ra- diateur d'huile à l'intérieur d'une boite à eau. L'invention a notamment pour but d'éviter ces incon- vénients. Elle a pour objet une boîte à eau pour un échangeur de chaleur, qui a les mêmes dimensions et le même encom- brement général que les boites à eau usuelles et qui peut cependant contenir le même radiateur d'huile que les boîtes à eau larges de la technique antérieure. L'invention propose donc, à cet effet, une boite à eau d'un échangeur de chaleur pour véhicule automobile, contenant un radiateur d'huile à deux tubulures d'en- trée et de sortie d'huile qui traversent à étanchéité au moins une paroi de la boîte à eau et par lesquelles le radiateur d'huile est maintenu et fixé dans la boîte à eau, caractérisée en ce qu'au moins une des parois traversées par les tubulures présente une ouverture de dimension largement supérieure au diamètre extérieur des tubulures. Avantageusement, cette ouverture est fermée par une plaque rapportée comprenant au moins un orifice dans lequel est engagée étroitement une tubulure, cette pla- que étant fixée sur le bord de l'ouverture de la paroi de la botte à eau. Cette caractéristique de structure de la boite à eau permet d'utiliser les mêmes collecteurs et les mêmes joints d'étanchéité que dans le cas o la botte à eau est du type usuel et ne contient pas de radiateur d'huile, et permet également d'utiliser les radiateurs d'huile qui étaient auparavant montés dans les bottes à eau larges. Selon une première forme de réalisation de l'invention, cette ouverture de la paroi de la botte à eau a des dimensions permettant le passage.à travers elle du ra- diateur d'huile et de ses tubulures. Dans ce cas, le radiateur n'est plus introduit dans la boîte à eau à travers la face ouverte de celle-ci, qui vient coiffer l'extrémité du corps ou du faisceau de tubes, mais directement par cette ouverture de la paroi de la botte à eau qui est ensuite fermée par la plaque précitée. cette plaque comprend alors deux orifices de passage des tubulures du radiateur d'huile, et ce dernier est fixé à la plaque par ses tubulures. Avantageusement, la boîte à eau peut comprendre des nervures internes transversales qui relient ses parois opposées et s'étendent entre le radiateur d'huile et la face ouverte de la boîte à eau. Selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, la paroi de la boite à eau comprend deux ouvertures précitées, qui sont traversées par les tubulures du ra- diateur d'huile et qui sont fermées par deux plaques précitées. Dans ce cas, les ouvertures et les plaques sont de forme circulaire, et chaque ouverture a une dimension ou un diamètre permettant le débattement d'une tubulure du radiateur d'huile lorsque ce dernier est introduit i5 dans la boite à eau par la face ouverte de celle-ci. Dans ces deux formes de réalisation, chaque tubulure du cette plaque sur le rebord annulaire. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe trans- versale de la partie supérieure d'un échangeur de chaleur, représentant une boite à eau de la technique antérieure comprenant un radiateur d'huile; - la figure 2 est une vue schématique correspondant à la figure 1, mais représente une boîte à eau selon l'invention dans laquelle est contenu le même radiateur d'huile que celui de la figure 1; - la figure 3 est une vue en élévation d'une boîte à eau selon l'invention; - la figure 4 représente le radiateur d'huile; - la figure 5 est une vue correspondant à la figure 3, et représente une autre forme de réalisation de l'inven- tion. On se réfère d'abord à la figure 1, représentant une boîte à eau de la technique antérieure,contenant un radiateur d'huile. La boite à eau connue, désignée par la référence 10, est montée de façon classique à une extrémité d'un faisceau de tubes 12, au moyen d'uncollecteur ou pla- que à tubes 14, et contient un radiateur d'huile 16 de type tubulaire classique. Ce radiateur 16, représenté également en figure 4, com- prend deux parois cylindriques coaxiales 18 et 20 re- liées à étanchéité à leurs extrémités, et deux tubulu- res 22 disposées au voisinage de ces extrémités axia- les et débouchant dansl'espace annulaire compris entre les parois cylindriques 18 et 20. Chaque tubulure 22 est orientée perpendiculairement à l'axe 24 du radia- teur 16 et comprend une bride ou un rebord annulaire 26 au voisinage immédiat de la paroi cylindrique exté- rieure 18 du radiateur, et une partie cylindrique d'ex- trémité à filetage extérieur 28 destinée à recevoir un écrou 30. La boîte à eau 10 comprend une paroi latérale 32 percée de deux orifices dans lesquels sont engagées les parties cylindriques d'extrémités 28 des tubulures 22 du radia- teur. Les brides ou rebords annulaires 26 des tubulu- res 22 sont appliquées sur la face interne de la paroi latérale 32 de la boite à eau avec interposition d'un joint d'étanchéité, et les écrous 30 vissés sur les ex- trémités 28 des tubulures sont serrés sur la face ex- terne de la paroi latérale 32, de sorte que le radia- teur d'huile 16 est ainsi maintenu et fixé sur la pa- roi latérale 32 de la boîte à eau 10. Au montage, avant que la boite à eau 10 soit fixée sur le collecteur 14, le radiateur d'huile 16 est in- troduit dans la boîte à eau par la face ouverte de celle-ci, qui vient coiffer l'extrémité du faisceau de tubes 12 et comprend un rebord périphérique (non visible en figure 1) par lequel elle peut être fixée au collecteur 14. Pour que ce montage soit possible,il faut que la lar- geur interne L de la boite à eau 10 soit sensiblement égale à l'encombrement 1 du radiateur 16 en largeur, constitué par le diamètre extérieur de sa paroi cylin- drique extérieure 18 et la longueur des tubulures 22. La largeur L de la boîte à eau 10 est ainsi largement supérieure à la dimension correspondante d du faisceau de tubes 12 et est disproportionnée par rapport à celle-ci. Le collecteur 14 et les joints ou garnitures d'étanchéité coopérant avec le collecteur 14 et avec le rebord périphérique de la face ouverte de la boîte à eau 10 ont nécessairement une dimension en largeur correspondant à celle de la boîte à eau 10. On est donc conduit dans la technique antérieure, lorsqu'on veut loger un radiateur d'huile 16 à l'intérieur d'une boîte à eau 10, à utiliser une boite à eau, un collecteur et des garnitures d'étanchéité d'un type spécial, ce qui est désavantageux d'un point de vue économique. on se réfère maintenant aux figures 2 et 3, représen- tant une première forme de réalisation d'une boite à eau selon l'invention. Cette boîte à eau 34 est montée à l'extrémité du fais- ceau de tubes 12 parun collecteur 36 usuel,identique à celui qui serait utilisé pour la fixation d'une boîte à eau ordinaire ne contenant pas le radiateur d'huile 16. En d'autres termes, la boîte à eau 34 selon l'in- vention a une largeur interne L' égale à celle d'une boîte à eau usuelle correspondant à la dimension d du faisceau de tubes 12 et ne contenant pas de radiateur d'huile. La paroi de la botte à eau 34, qui est traversée par les tubulures 22 du radiateur 16, présente une ouver- ture 38, représentée dans la partie droite de la figu- re 3, qui a des dimensions suffisantes pour permettre l'introduction à travers elle du radiateur d'huile 16. Cette ouverture 38 est de forme sensiblement rectangu- laire dans l'exemple représenté et a une longueur légè- rement supérieure à la longueur du radiateur 16, et une largeur légèrement supérieure à la dimension cor- respondante de ce radiateur, c'est-à-dire au diamètre extérieur de la bride ou rebord 26 et/ou de la paroi cylindrique externe 18 du radiateur. Cette ouverture 38 de la boîte à eau est limitée par un rebord périphérique plan 40 sur lequel vient s'ap- pliquer un rebord périphérique correspondant d'une plaque 42 destinée à fermer cette ouverture 38, le rebord de la plaque 42 étant fixé sur le rebord 40 de l'ouverture 38 par soudure par ultrasons, par collage ou par tout autre moyen approprié. La plaque 42 comprend, au voisinage de ses extrémités, deux orifices de passage des tubulures 22 du radiateur 16, ces orifices étant de forme circulaire et ayant un diamètre correspondant sensiblement au diamètre externe de la partie d'extrémité 28 des tubulures. Le radiateur d'huile 16 est tout d'abord fixé à la plaque 42, ses tubulures 22 étant engagées dans les orifices de cette plaque, les écrous 30 étant ensuite vissés sur les parties d'extrémités filetées 28 des tubulures de telle sorte que la plaque 42 est serrée entre les écrous 30 et les brides ou rebords annulaires 26 des tubulures avec interposition d'un joint d'étan- chéité. L'ensemble formé par le radiateur 16 et la pla- que 42 est alors présenté devant l'ouverture 38 de la boite à eau 34, le radiateur 16 est introduit dans la boite à eau par cette ouverture, et la plaque 42 est fixée par son bord périphérique sur le bord périphéri- que 40 de l'ouverture 38. Dans cette forme de réalisation, selon laquelle la face ouverte 44 de la boîte à eau 34 ne sert plus à l'intro- duction du radiateur d'huile dans la botte à eau, on peut prévoir, dans la partie inférieure de la boîte à eau,des nervures ou cloisons internes transversales 46 qui s'étendent sous le radiateur d'huile 16, entre celui-ci et le collecteur 36, et qui relient par exem- ple les deux parois latérales opposées de la boîte à eau 34. Ces cloisons internes 46 améliorent la résis- tance à la pression de la boîte à eau 34 et la circula- tion du liquide à l'extérieur et à l'intérieur du radiateur d'huile 16. L'autre forme de réalisation de l'invention qui est représentée en figure 5 diffère de celle des figures 2 et 3 en ce que la paroi48 de la boite à eau 50, qui est traversée par les tubulures du radiateur d'huile, comprend deux ouvertures circulaires 52, dont l'une est représentée dans la partie droite de la figure 5, chaque ouverture 52 étant limitée par un rebord péri- phérique annulaire plan 54 et ayant une dimension suffisante pour permettre le débattement d'une tubu- lure 22 du radiateur 16 lorsque celui-ci est introduit dans la boîte à eau 50 par la face ouverte 56 de celle-ci, les tubulures 22 étant alors orientées ver- ticalement vers le haut, puis inclinées en oblique en direction des ouvertures 52 au fur et à mesure que le radiateur 16 est introduit dans la boîte à eau,pour finir dans une disposition analogue à celle représen- tée en figure 2. Cette boîte à eau 50 a une largeur égale à celle de la boîte à eau 34 de la figure 2 et peut donc être assemblée avec le même collecteur 36 et la même garniture d'étanchéité. Chaque ouverture 52 de la boite à eau 50 est fermée par une plaque rapportée 58, de forme circulaire, dont le diamètre externe est sensiblement égal à celui du rebord périphérique 54 de l'ouverture 52. Chaque plaque circulaire 58 est formée avec un orifice de passage de la partie d'extrémité filetée d'une tubulure 22 du radiateur d'huile. Lorsque le radiateur 16 est disposé à l'intérieur de la botte à eau 50 de la façon précitée, les plaques 58 sont enfilées sur les extrémités des tubulures 22 avec interposition d'un joint d'étanchéité. Les écrous 30 sont vissés sur les extrémités des tubulures et vien- nent serrer les plaques 58 contre les brides ou rebords annulaires 26 des tubulures. Ensuite, les plaques 58 sont fixées à leur périphérie sur les rebords annulai- res 54 des ouvertures 52, par soudure par ultrason, par collage ou tout autre moyen approprié. 1 1 Revendications. 1. Boite à eau d'un échangeur de chaleur pour véhicule automobile, contenant un radiateur d'huile (16) à deux tubulures (22) d'entrée et de sortie d'huile qui tra- versent à étanchéité au moins une paroi de la boîte à eau et par lesquelles le radiateur d'huile est maintenu et fixé dans la boîte à eau, caractérisée en ce qu'au moins une des parois traversées par les tubulures (22) présente une ouverture (38, 52) de dimension largement supérieure au diamètre extérieur des tubulures (22). 2. Boîte à eau selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite ouverture (38, 52) est fermée par une plaque rapportée (42, 58) comprenant au moins un ori- fice dans lequel est engagée étroitement une tubulure (22), cette plaque (42, 58) étant fixée sur le bord (40, 54) de l'ouverture (38, 52). 3. Boîte à eau selon la revendication 1 ou 2, caracté- risée en ce que sa face ouverte (44, 56) qui coiffe une extrémité du corps (12) de l'échangeur, a une di- mension n largeur inférieure à l'encombrement, dans la même direction, du radiateur d'huile (16) et de ses tubulures (22). 4. Boîte à eau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite ouverture (38) a des di- mensions permettant le passage à travers elle du radia- teur d'huile (16) et de ses tubulures (22). 5. Boîte à eau selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite ouverture (38) a une forme sensible- ment rectangulaire. 6. Boîte à eau selon la revendication 4 ou 5, caract6- risée en ce que ladite plaque rapportée (42) comprend deux orifices de passage des tubulures (22) du radia- teur d'huile, et ce dernier est fixé à la plaque (42) par ses tubulures. 7. Boîte à eau selon'l'une des revendications 4 à 6, caractérisée en ce qu'elle comprend des nervures ou cloisons internes transversales (46) s'étendant entre le radiateur d'huile (16) et la face ouverte de la boîte à eau. 8. Boîte à eau selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que sa paroi (48) comprend deux ouvertures (52) précitées, qui sont traversées par les tubulures (22) et qui sont fermées par deux plaques rapportées (58).. 9. Boîte à eau selon la revendication 8, caractérisée en ce que les ouvertures (52) et les plaques rappor- tées (58) sont de forme circulaire. 10. Boîte à eau selon la revendication 8 ou 9, caracté- risée en ce que chaque ouverture (52) a une dimension ou un diamètre permettant le débattement d'une tubulure (22) du radiateur d'huile lorsque ce dernier est intro- duit dans la boîte à eau (50) par la face ouverte (56) de celle-ci. 11. Boîte à eau selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que chaque tubulure (22) comprend un rebord annulaire (26) appliqué sur la face interne de la plaque rapportée (42, 58), et une partie d'extrémité à filetage extérieur (28)-, qui s'étend de l'autre côté de la plaque (42, 58) et reçoit un écrou (30) serrant cette plaque sur ledit rebord annulaire (26). 12. Botte à eau selon l'une des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que la ou chaque plaque pré- citée (42, 58) est fixée sur le bord (40, 54) de l'ou- verture (38, 52) de la paroi de la boîte à eau par soudure.