Brevet FR2636417A1 — publié le 19900316

Dispositif de raccord rapide d'une boite à fluide d'échan- geur de chaleur. L'invention concerne un dispositif de raccord rapide pour le raccordement simultané à un circuit extérieur d'une cham- bre d'entrée de fluide et d'une chambre de sortie de fluide ménagées dans une même boite à fluide d'échangeur de chaleur et séparées l'une de l'autre par une cloison, ce dispositif comprenant des ouvertures d'entrée et de sortie adjacentes pour les deux chambres, prévues dans la boite à fluide, et un organe de raccord monobloc muni d'au moins deux passa- ges de fluide et propre à être monté sur la boite à fluide de façon que ces deux passages de fluide communiquent res- pectivement avec les deux ouvertures de la boite à fluide, comme décrit dans la Demande de Brevet français FR-A-2579308. Ce dispositif peut s'appliquer à un échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comportant un faisceau de tubes formé soit par des tubes en U reliant l'une à l'au- tre les deux chambres de la boite à fluide, soit par des tubes droits divisés en deux groupes qui relient respective- ment les deux chambres à une seconde boite à fluide située à l'opposé de la première. Ce dispositif de raccord rapide remplace les dispositifs classiques comportant un embout d'entrée et un embout de sortie faisant saillie en deux endroits éloignés de la boite à fluide, et sur lesquels on enfile par des opérations séparées des tuyaux souples. Le but de l'invention est de procurer un dispositif du type défini ci-dessus permettant une simplification de la struc- ture de la boite à fluide par rapport à celle décrite dans le document antérieur. 263641? A cet effet, dans le dispositif selon l'invention, la cloi- son de la boite à fluide est sensiblement plane sur toute son étendue, et les ouvertures d'entrée et de sortie sont disposées de part et d'autre du plan de la cloison, tout en étant situées à proximité de celle-ci. De préférence, la boite à fluide et l'organe de raccord présentent des moyens de verrouillage mutuel en position de raccordement. Selon une caractéristique de l'invention, la boite à fluide présente un rebord annulaire en saillie vers l'extérieur, entourant l'ensemble des ouvertures d'entrée et de sortie et assurant le centrage de l'organe de raccord. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, les passages de fluide de l'organe de raccord sont formés par deux parois tubulaires écartées l'une de l'autre et réunies au voisinage de leur extrémité par une platine transversale coopérant par sa périphérie avec le rebord de la boite à fluide. Selon un autre mode de réalisation, les deux passages de fluide de l'organe de raccord sont formés, dans la région de communication avec les ouvertures, par un manchon tubu- laire de section sensiblement circulaire, divisé intérieu- rement par une paroi de séparation diamétrale, et les ouver- tures d'entrée et de sortie sont sensiblement semi-circulai- res et limitées par la cloison, cette dernière et la paroi de séparation du manchon venant sensiblement dans le prolon- ment l'une de l'autre. Dans ce cas, le rebord de la boite à fluide peut former une manchon tubulaire divisé intérieurement par la cloison et dans lequel s'emmanche le manchon de l'organe de raccord. On prévoit de préférence un joint d'étanchéité en une seule pièce présentant une partie torique interposée entre les deux manchons et une partie transversale interposée entre la paroi de séparation et la cloison. L'invention s'applique particulièrement à une boite à fluide dont la cloison est perpendiculaire à la direction longitu- dinale de la boite à fluide. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens pour relier un circuit de dégazage à un vase d'expansion solidaire de la boite à fluide. Dans le second mode de réalisation, l'organe de raccord peut comporter un passage de dégazage s'étendant à l'inté- rieur de son manchon, parallèlement à l'axe de celui-ci, et empiétant sur l'un au moins des compartiements semi-cy- lindriques définis par la paroi de séparation. Dans l'un ou l'autre des deux modes de réalisation, l'organe de raccord peut comprendre une tubulure de dégazage faisant saillie au-delà de sa platine ou de son manchon selon le cas pour pénétrer dans la boite à fluide. Cette tubulure de dégazage peut communiquer, à l'intérieur de la boite à fluide, avec une conduite de liaison pour le vase d'expan- sion séparée des deux chambres de la boite à fluide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res- sortiront de la description ci-après de deux exemples de réalisation, et des dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en élévation d'une boite à fluide destinée à être raccordée à un circuit au moyen d'un dispositif de raccord rapide selon l'invention, dans un premier exemple de réalisation; - les figures 2 et 3 sont des vues partielles de la boite à fluide en coupe selon les lignes II-II et III-III respec- tivement de la figure 1; - la figure 4 est une vue partielle en plan de l'organe de raccord associé à la boite à fluide des figures 1 à 3; - les figures 5 et 6 sont des vues partielles en élévation, en coupe selon les lignes V-V et VI-VI respectivement de la figure 8, d'une boite à fluide et de l'organe de raccord associés dans un second exemple de réalisation de l'inven- tion; - les figures 7 et 8 sont des vues partielles en coupe selon les lignes VII-VII et VIII-VIII respectivement de la figu- re 6; - la figure 9 est une vue en plan de l'organe de raccord du dispositif illustré aux figures 5 à 8; et - la figure 10 est une vue en bout du même organe de rac- cord par son extrémité tournée vers la boite à fluide. Les figures 1 à 3 illustrent partiellement un échangeur de chaleur de véhicule automobile comprenant une boite à fluide supérieure 4 associée à un collecteur 14 traversé par les extrémités supérieures de tubes 15 orientés verti- calement et s'étendant chacun sensiblement sur toute la largeur de la boite à fluide 4, lesdits tubes 15 communi- quant par leur extrémité inférieure avec une boite à fluide inférieure (non représentée). La boite à fluide 4 est sur- montée d'un vase d'expansion 9 formé d'une seule pièce mou- lée avec elle. La boite à fluide est divisée intérieurement, dans sa direction longitudinale, en deux chambres 16 et 17 par une cloison 3 entièrement plane s'étendant transver- salement. La cloison 3, moulée d'une seule pièce avec la boite à fluide, est en liaison étanche par son extrémité inférieure avec le collecteur 14, et se raccorde par la partie restante de son périmètre à la paroi de la boite à fluide, et en particulier à une portion de paroi plane 18 dans laquelle sont ménagées, de part et d'autre de la cloison et à proximité de celle-ci, deux ouvertures circu- laires 1 et 2 en correspondance des chambres 16 et 17 res- pectivement. Un rebord annulaire 19, entourant les ouver- tures 1 et 2, fait saillie vers l'extérieur. à partir de la portion de paroi 18. Le rebord 19 est dirigé sensiblement perpendiculairement à la portion de paroi 18 et présente, selon le plan de celle-ci, une forme générale oblongue com- prenant deux parties terminales semi-circulaires 20, coa- xiales aux ouvertures 1 et 2, raccordées entre elles par des sections rectilignes 21. Le rebord présente sur tout son contour un profil uniforme comportant vers l'intérieur du rebord une partie rectiligne 22 adjacente à la portion de paroi 18 et perpendiculaire à celle-ci, et une seconde partie rectiligne 23 parallèle à la partie 22 et décalée par rapport à celle-ci vers l'extérieur de la boite à fluide et vers l'extérieur du rebord. La paroi 18 de la boite à fluide présente un bossage inter- ne 24 faisant saillie dans la chambre 17 et adjacente à la portion de paroi 18. Le bossage 24 est traversé par un alésage 8 s'étendant parallèlement aux tubes 15, qui débou- che à son extrémité supérieure dans le vase d'expansion 9 et qui est obturé par un bouchon 10 lié de manière inamo- vible à son extrémité inférieure, qui en l'absence de ce bouchon déboucherait dans la chambre 17. Un autre alésage est ménagé perpendiculairement à la portion de surface 18, entre celle-ci et l'alésage 8. L'alésage 25 débouche d'une part sur la face externe de la portion de paroi 18, à l'intérieur du rebord 19 et entre les ouvertures 1 et 2, et d'autre part dans l'alésage 8 en permettant la commu- nication entre ceux-ci. Des nervures d'accrochage 13 sont prévues à l'extérieur sur la paroi de la boite à fluide, de part et d'autre de la longueur du rebord 19. L'organe de raccord monobloc 5 illustré à la figure 4 com- prend trois tubulures parallèles 26, 27 et 28 réunies entre elles au voisinage d'une de leurs extrémités par une plati- ne 29 s'étendant perpendiculairement à leur axe. La disposi- tion des axes des tubulures et leur diamètre dans leur par- tie extrême en saillie par rapport à la platine 29 sont tels que ces parties extrêmes puissent s'engager respective- ment dans les ouvertures 1 et 2 et dans l'alésage 25. Comme mieux visible sur les figures, l'extrémité 7 de la tubulure 28 fait saillie bien audelà de la platine 29 de façon à ce que, en position montée, ladite extrémité pénètre à l'in- térieur de la boite à fluide et permette la communication entre le vase d'expansion et la tubulure 28. La platine 29 présente une face avant 30 qui vient en appui sur la face externe de la portion de paroi 18 de la boite à fluide, la périphérie de la platine coopérant avec le rebord 19, et en particulier avec le profil intérieur 22, 23 de ce dernier, pour le centrage de l'organe de raccord. La péri- phérie de la platine porte un joint torique d'étanchéité oblong 6 qui s'appuie sur toute la longueur contre la partie 23 du profil du rebord. La partie extrême 7 de la tubulure 28 est entourée par un joint d'étanchéité 11 qui s'appuie contre la paroi de l'alésage 25. L'organe de raccord 5 présente deux pattes flexibles 12 coopérant avec les nervures 13 pour son verrouillage sur la boite à fluide. Le dispositif de raccord rapide illustré aux figures 5 à 10 est appliqué à un échangeur de chaleur de la même concep- tion générale que celui partiellement montré aux figures 1 à 3. Les éléments analogues y sont affectés des mêmes numé- ros de référence assortis du signe '. La boite à fluide 4' diffère de la boite à fluide 4 décrite précédemment essentiellement en ce que la portion de paroi plane 18 est supprimée et en ce que le rebord oblong 19 est remplacé par un manchon de révolution 19' faisant sail- lie latéralement vers l'extérieur, la cloison 3' s'étendant jusqu'à l'intérieur du manchon pour diviser celui-ci inté- rieurement et en définissant des ouvertures d'entrée et de sortie de forme sensiblement semi-circulaire. Le bouchon 10' obturant l'extrémité inférieure de l'alésage de dégazage 8' qui débouche dans le vase d'expansion 9' est amovible et est muni d'un joint torique d'étanchéité 40. On voit à la figure 6 que la cloison 3' est en contact étan- che, à son extrémité inférieure, avec une feuille d'élasto- mère 41 recouvrant le collecteur 14' sur sa face tournée vers la boite à fluide et traversée de façon étanche par les extrémités des tubes 15'. L'organe de raccord 5' comprend trois tubulures 26', 27' et 28' qui, du côté opposé à la boite à fluide, ont des formes de révolution, sont extérieures les unes au autres et ont des axes parallèles, comme dans le cas de la figure 4. Cependant, du côté de la boite à fluide, ces trois tubulures forment un manchon cylindrique 42 de section circulaire divisé axialement par une paroi de séparation diamétrale 43 en deux passages 44 et 45 en relation respectivement avec les tubulures 26' et 27'. Un bossage 46 fait saillie dans le passage 45 à partir de la paroi du manchon et de la paroi de séparation 43, et est traversé longitudinalement par un passage de dégazage 47 en relation avec la tubulure 28'. Ce passage 47 se prolonge dans une portion de tubulure 48 qui fait saillie par rapport au bossage 48 au-delà de l'ex- trémité du manchon 42. La partie 48 s'engage dans l'alésa- ge 25' de la boite à fluide et porte un joint torique d'étanchéité 49 coopérant avec cet alésage. Entre les manchons 19' et 42 est interposée une partie to- rique 50 d'un joint d'étanchéité en une seule pièce dont une autre partie rectiligne 51 s'étend au fond d'une fente diamétrale 52 ménagée dans l'épaisseur de la paroi de sépa- ration 43 à partir de l'extrémité libre du manchon. La par- tie 51 est reliée à ses deux extrémités à la partie 50 par des pattes de liaison (non représentées) s'étendant sensi- blement selon l'axe du manchon. La cloison 3' de la boite à eau s'engage dans la fente 52 et vient en contact avec la partie de joint 51 pour réaliser l'étanchéité entre les chambres 16' et 17' au niveau de leur raccordement avec les passages 44 et 45. Revendications. 1. Dispositif de raccord rapide pour le raccordement simul- tané à un circuit extérieur d'une chambre d'entrée de flui- de et d'une chambre de sortie de fluide (16,17) ménagées dans une même boite à fluide d'échangeur de chaleur et sé- parées l'une de l'autre par une cloison (3), ce dispositif comprenant des ouvertures d'entrée et de sortie (1,2) adja- centes pour les deux chambres, prévues dans la boite à flui- de, et un organe de raccord monobloc (5) muni d'au moins deux passages de fluide (26,27) et propre à être monté sur la boite à fluide de façon que ces deux passages de fluide communiquent respectivement avec les deux ouvertures de la boite à fluide, caractérisé en ce que la cloison (3) de la boite à fluide est sensiblement plane sur toute son étendue-et que les ouvertures d'entrée et de sortie (1,2) sont disposées de part et d'autre du plan de la cloison (3) tout en étant situées à proximité de celle-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la boite à fluide et l'organe de raccord présentent des moyens (12,13) de verrouillage mutuel en position de raccordement. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que la boite à fluide présente un rebord annu- laire (19) en saillie vers l'extérieur, entourant l'ensem- ble des ouvertures d'entrée et de sortie et assurant le centrage de l'organe de raccord. 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les passages de fluide de l'organe de raccord sont formés par deux parois tubulaires (26,27) écartées l'une de l'autre et réunies au voisinage de leur extrémité par une platine transversale (29) coopérant par sa périphérie avec le rebord de la boite à fluide. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les deux passages de fluide (44,45) de l'organe de raccord (5') sont formés, dans la région de communication avec les ouvertures, par un manchon tubu- laire (42) de section sensiblement circulaire, divisé inté- rieurement par une paroi de séparation diamétrale (43), et en ce que les ouvertures d'entrée et de sortie sont sen- siblement semi-circulaires et limitées par la cloison (31), cette dernière et la paroi de séparation du manchon venant sensiblement dans le prolongement l'une de l'autre. 6. Dispositif selon la revendication 3 et la revendication 5, caractérisé en ce que le rebord de la boîte à fluide forme un manchon tubulaire (19') divisé intérieurement par la cloison (3') et dans lequel s'emmanche le manchon de l'organe de raccord. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un joint d'étanchéité en une seule pièce présentant une partie torique (50) interposée entre les deux manchons (19',42) et une partie transversale (51) interposée entre la paroi de séparation (43) et la cloison (3'). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens (8,25, 28) pour relier un circuit de dégazage à un vase d'expan- sion (9) solidaire de la boite à fluide. 9. Dispositif selon la revendication 5 et la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe de raccord comporte un passage de dégazage (47) s'étendant à l'intérieur de son manchon, parallèlement à l'axe de celuici, et empiétant sur l'un au moins des compartiments semi-cylindriques définis par la paroi de séparation. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, carac- térisé en ce que l'organe de raccord comprend une tubulure de dégazage (7, 48) faisant saillie au-delà de sa platine (29) ou de son manchon (42) pour pénétrer dans la boite à fluide (4,4'). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la tubulure de dégazage communique, à l'intérieur de la boite à fluide, avec une conduite de liaison (8) pour la vase d'expansion séparée des deux chambres de la boite à fluide.