Brevet FR2634872A1 — publié le 19900202

La présente invention concerne une boite collectrice de fluide, notament pour échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile. Actuellement, il existe deux configurations différentes de boites collectrices de fluide, l'une consistant en un bac ouvert sur l'une de ses grandes faces, et l'autre en une paroi tubulaire fermée aux extrémités par-deux fonds. Ces différentes boites collectrices de fluide sont destinées à être mbntées sur au moins une extrémité d'un faisceau de tubes munis d'ailettes, soit parallèles au sens longitudinal des tubes en étant fixées à ceux-ci par brasage, soit perpendiculaires au même sens en étant fixées a ceux-ci par tous moyens appropriés tels que par assemblage mécanique, de façon à former un échangeur de chaleur. Pour cela, pour les boites collectrices de fluide en forme de bac, les extrémités des tubes sont montées à étanchéité et fixées dans une plaque à trous ou collecteur, par tous moyens appropriés tels qu'évasage desdites extrémités avec interposition ou non d'un joint d'étanchéité ou par brasage desdites extrémités sur le collecteur, ledit collecteur étant ensuite rapporté et fixé sur la face ouverte de ladite boite, alors que, pour les boites collectrices de fluide tubulaires, les extrémités des tubes du faisceau pénètrent à étanchéité, avec interposition ou non d'un joint d'étanchéité, dans la boite collectrice de fluide par des trous ménagés dans une portion de la paroi tubulaire de ladite boite en formant ici le collecteur. La demanderesse a constaté qu'il est nécessaire de disposer des deux configurations de boites collectrices en fonction du type de montage des tubes dans celles-ci, soit par l'interposition d'une plaque à trous, soit directement dans ladite boite, alors qu'elle dispose sensiblement du même type de faisceau de tubes à ailettes pouvant être muni a la demande d'une boîte collectrice en forme de bac ou d'une boîte collectrice tubulaire. Cette nécessité entraîne une complexité d'élaboration en entrainant l'obligation de disposer de deux moules de fabrications différentes, obligation engageant un surcoût desdites boites et nuisant à une standardisation des pièces constitutives d'un échangeur. La présente invention remédie à ces inconvénients en proposant une boîte collectrice de fluide pouvant être disposée sur un faisceau de tubes à ailettes, et cela quel que soit le type de montage des tubes du faisceau dans ladite boîte. Pour cela la boîte collectrice de fluide, notamment pour échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, destinée à être montée à étanchéité sur au moins une extrémité d'un faisceau de tubes à ailettes, est caractérisée en ce que la boite collectrice est une boîte tubulaire munie d'un rebord périphérique extérieur et en ce que ladite boite comprend au moins une portion de paroi plane pourvue d'ouvertures assurant une communication du fluide entre ladite boite et ledit faisceau de tubes à ailettes. Grâce à cette disposition, la boîte collectrice peut être montée indifféremment sur un faisceau muni ou démuni d'un collecteur. Les autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe partielle montrant la boîte collectrice de fluide selon l'invention montée sur les deux types de faisceau de tubes à ailettes; - la figure 2 est une vue en coupe montrant une variante de l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 2. La figure 1 montre une boite collectrice de fluide 1 présentant une paroi tubulaire 2 fermée aux extrémités par des parois planes 3,3'. La paroi tubulaire 2 présente une portion de paroi 4, ici plane, s'étendant à partir du voisinage de l'une des extrémités 3 jusqu'au voisinage de l'autre des extrémités 3', en étant parallèle à l'axe longitudinal général du volume creux formé par la paroi tubulaire 2. La boite collectrice de fluide est munie sur son pourtour d'un rebord périphérique extérieur saillant 5, disposé ici sensiblement dans le prolongement de la paroi plane 4. Comme mieux visible sur la figure 1, la paroi 4 porte des ouvertures 6 cylindriques, ici en section de forme circulaires et dont le rôle sera explicité dans la description qui va suivre. Cette boite collectrice de fluide 1 est, comme déjà mentionné, apte à être disposée sur au moins une extrémité d'un faisceau de tubes 7 à ailettes 8, qui ici sont disposées perpendiculairement au sens longitudinal desdits tubes en étant fixées à ceux-ci par tous moyens appropriés, tels que brasage ou assemblage mécanique par exemple, lesdits tubes étant de forme générale cylindrique, ici en section de forme circulaire. Dans le cas o ce faisceau de tubes 7 à ailettes 8 est adapté à être rapporté directement sur la boite 1, et plus particulièrement sur la paroi 4, comme référencé par I sur la figure, la paroi plane 4 est utilisée en tant que plaque à trou ou collecteur pour le montage à étanchéité de l'extrémité du faisceau. Pour ce faire, la face externe 9 de la paroi 4 est recouverte, d'une manière connue en soi, d'une nappe en élastompère ou joint 10 présentant des manchons 11 cylindriques saillant perpendiculairement et aptes à être introduits dans les ouvertures 6 que présente la paroi 4. Une fois cette nappe avec ses manchons mise en place, les extrémités circulaires 12 des tubes 7, de diamètre inférieur au diamètre des ouvertures 6 mais légèrement supérieur au diamètre interne des manchons 11, sont emmanchés à force dans lesdits manchons disposés dans lesdites ouvertures jusqu'à une position définie au préalable de façon à assurer une communication étanche entre la boite collectrice de fluide 1 et les extrémités desdits tubes. Cette même boîte collectrice de fluide avec les mêmes dimensions des ouvertures 6 peut être montée, sans modification, sur l'extrémité d'un faisceau de tubes 7 à ailettes 8 référencé sur la figure par II et comportant sensiblement les mêmes tubes et ailettes que précédemment décrits. Comme mieux visible sur la figure, ce faisceau de tubes 7 à ailettes 8 comporte, au voisinage de son extrémité, une plaque à trou ou collecteur 20 distinct de la plaque 4 de la boîte 1 et fixée audit faisceau de manière étanche au voisinage des extrémités 21 des tubes 7 par tous moyens appropriés tels que par brasage comme représenté sur la figure. Ce collecteur 20 est pourvu sur sa périphérie d'une gorge 22, ouverte en direction opposée à celle des ailettes 8 et de dimensions sensiblement égales à celle du rebord 5 de la boite 1, ledit collecteur comporte, au niveau de sa liaison avec les tubes 7, des collets 23 saillant perpendiculairement par rapport audit collecteur en étant dirigé vers les ailettes 8 du faisceau. Après avoir disposé un joint d'étannhéité 24 dans la gorge 23 du collecteur 20, la boite à fluide 1 est amenée au voisinage de l'extrémité du faisceau de tubes 7 à ailettes 8 d'une façon telle que le rebord périphérique externe 5 de ladite boite se trouve à l'intérieur de la Z634872 gorge 23 en reposant sur le joint 24 et que les extrémités 21 de tubes 7 se trouvent en correspondance avec les ouvertures 6 en pénétrant dans celles-ci, d'une manière telle qu'il subsiste un espace entre les bords desdites ouvertures et la périphérie externe desdits tubes. Le collecteur 20 est ensuite fixé à étanchéité sur le rebord 5 de la boite 1 par apport d'une barrette qui a pour résultante, d'une part d'écraser le joint 24 entre le rebord 5 et le fond de la gorge 23 et, d'autre part, de lier de manière fixe le collecteur 20 à la boite 1. De ce fait, l'étanchéité étant assurée sur le pourtour de la boite 1 par écrasement du joint, il se crée une communication étanche entre les extrémités des tubes 21 et ladite boite par passage du fluide, dans ce cas, à travers l'espace existant entre les tubes et les ouvertures 6. Ainsi, grâce à cette boite collectrice de fluide 1, il peut être possible de monter une même boite sur les deux types de faisceau de tubes à ailettes, l'un avec collecteur, l'autre sans collecteur. Les figures 2 et 3 montrent une réalisation particulière de l'invention dans laquelle les extrémités des tubes pénétrant dans les ouvertures prévues sur la paroi plane ont en section une forme différente de celle du faisceau de tubes décrit précédemment et référencé sur la figure 1 par II et un collecteur sensiblement différent. Ce faisceau comporte, comme précédemment décrit, un collecteur 20 muni d'une gorge périphérique 22 apte à recevoir un joint d'étanchéité 24. Ce collecteur est apte à être rapporté de manière étanche sur des tubes 30 et plus particulièrement au voisinage de leurs extrémités 31. Comme mieux visible sur la figure 3, ces tubes ont en section une forme oblongue à deux flancs parallèles 32 raccordés entre eux par des parties semi- circulaires 33 et sont disposés selon deux rangées suivant une direction orthogonale à la direction longitudinale de la boite 1. En se référant en plus à la figure 2, les tubes et plus particulièrement leurs extrémités 31 traversent à étanchéité le collecteur 20 dans des collets 34 saillant perpendiculairement par rapport audit collecteur et dirigés vers la face 9 de la paroi 4. Dans cette disposition du collecteur 20, la configuration des ouvertures 6 est différente de celles précédemment décrites. En effet, l'encombrement frontal des deux rangées de collets 34 est tel qu'il est pratiquement difficile de réaliser une ouverture 6 en relation avec chaque extrémité 31 des tubes 30. Pour cela il est prévu, lors de l'élaboration de la boîte collectrice 1, de changer dans le moule de fabrication une seule de ses parties constitutives qui permet de réaliser des ouvertures de forme oblongue, de dimensions telles que la plus grande dimension soit supérieure à l'encombrement frontal de deux rangées de collets 34 et que l'autre dimension soit supérieure à la dimension de la largeur d'un collet. Ainsi, lors du montage de la boite collectrice 1 sur l'extrémité du faisceau de tubes, les collets 34 et les extrémités 31 pénètrent dans les ouvertures oblongues 6 à distance des flancs desdites ouvertures, comme décrit précédemment qui, après fixation à étanchéité du rebord 5 de la boite collectrice 1 dans la gorge 22 du collecteur, assurent une communication étanche entre la boite collctrice 1 et les extrémités 31 des tubes 30. ú634872 La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits, mais englobe toutes variantes. Notamment, il peut être envisagé que le rebord 5 peut servir à fixer toutes pièces constitutives de l'échangeur ainsi formé tel que des traverses par exemple. ú634872 REVENDICATIONS 1) Boite collectrice de fluide, notamment pour échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobible, destinée à être montée à étanchéité sur au moins une extrémité d'un faisceau de tubes (7) à ailettes (8), caractérisé en ce que la boite collectrice est une boite tubulaire (1) munie d'un rebord périphérique extérieur (5) et en ce que ladite boite comprend au moins une portion de paroi plane (4) pourvue d'ouvertures (6) assurant une communication du fluide entre ladite boîte et ledit faisceau. 2) Boîte collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ouvertures (6) sont des ouvertures cylindriques. 3) Boite collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les ouvertures sont aptes à recevoir à étanchéité les extrémités (12) des tubes (7). 4) Boite collectrice selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que, le faisceau de tubes (7) à ailettes (8) étant monté à étanchéité sur un collecteur distinct (20,30), le collecteur distinct (20,30) est fixé à étanchéité sur le rebord périphérique extérieur (5), et en ce que les extrémités (21,31) des tubes (7) pénètrent dans les ouvertures (6). ) Boite collectrice selon la revendication 4, caractérisée en ce que les extrémités (21,31) sont disposées à distance des bords des ouvertures (6). 6) Boite collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que les ouvertures (6) sont des ouvertures de forme oblongue. 7) Boite collectrice selon l'une des revendications 1 ou 4, caractérisée en ce que le rebord (5) sert à la fixation de pièces constitutives de 1' échangeur.