Brevet FR2665523A1 — publié le 19920207

Boîte à eau d'un échangeur de chaleur principal, en par- ticulier pour véhicules automobiles, contenant un échan- geur de chaleur secondaire L'invention concerne une boîte à eau d'un échangeur de chaleur principal, en particulier pour véhicules automo- biles, contenant un échangeur de chaleur secondaire. Dans les dispositifs connus de ce genre, l'échangeur de chaleur principal est parcouru par un premier fluide tan- dis que l'échangeur de chaleur secondaire est parcouru par un second fluide qui est refroidi par le premier fluide. Dans l'application particulière aux véhicules automobi- les, le premier fluide est le liquide de refroidissement d'un moteur thermique, tandis que le second fluide peut être une huile de lubrification d'un moteur thermique, une huile de boite de vitesses ou une huile d'un conver- tisseur de couple Ainsi, le liquide de refroidissement assure non seulement sa fonction habituelle de refroidis- sement du moteur, mais aussi une fonction supplémentaire de refroidissement d'un fluide lié au fonctionnement dut véhicule. Dans les dispositifs connus de ce genre, l'échangeur de chaleur secondaire est introduit par une face ouverte de la boîte à eau et cette dernière est ensuite raccor- dée au corps ou au faisceau de l'échangeur de chaleur principal L'échangeur de chaleur secondaire comprend deux tubulures de raccordement, servant respectivement à l'entrée et à la sortie du second fluide, qui traver- sent à étanchéité deux orifices d'une paroi de la boite à eau et qui servent à la fixation et au maintien de 1 ' échangeur de chaleur secondaire à l'intérieur de la boite à eau. On connaît, d'après le Brevet Français N O 83 12200, publié sous le N O 2 549 593, un dispositif du genre pré- cité dans lequel les deux tubulures de raccordement sont rapportées sur l'échangeur de chaleur secondaire après mise en place de ce dernier à l'intérieur de la boîte à eau Chacune des deux tubulures de raccordement est alors introduite, à partir de l'extérieur de la boîte à eau, successivement à travers un des orifices précités de la paroi et dans un logement de réception approprié que comporte le second échangeur de chaleur. Cette solution a pour avantage qu'elle permet d'utiliser un échangeur de chaleur secondaire dont les dimensions externes correspondent sensiblement aux dimensions in- ternes de la boîte à eau, ce qui permet d'améliorer l'ef- ficacité de l'échangeur de chaleur secondaire, tout en utilisant une boite à eau de taille standard. Cette solution a cependant pour inconvénient que l'échan- geur de chaleur secondaire doit être positionné d'une manière extrêmement précise à l'intérieur de la boîte à eau pour que les deux orifices de la paroi de cette der- nière soient rigoureusement alignés avec les deux loge- ments de réception de l'échangeur de chaleur secondaire afin de permettre de rapporter ensuite les deux tubulu- res Ce maintien en position doit être effectué avant et pendant l'opération de mise en place des deux tubu- lures. L'invention a notamment pour but de surmonter cet in- convénient. Elle propose, à cet effet, une boîte à eau d'un échan- geur de chaleur principal, en particulier pour véhicules automobiles, contenant un échangeur de chaleur secondaire à deux tubulures de raccordement qui traversent à étan- chéité une paroi de la boîte à eau et par lesquelles l'échangeur de chaleur secondaire est fixé dans la boîte à eau, chacune des tubulures étant rapportée sur l'échan- geur de chaleur secondaire en étant introduite successive- ment dans un orifice de passage ménagé dans une paroi de la boîte à eau et dans un logement de réception formé dans l'échangeur de chaleur secondaire. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la- dite paroi est munie, à l'intérieur de la boîte à eau et dans la région des deux orifices, d'au moins une glissière propre à recevoir un coulisseau faisant partie de l'échan- geur de chaleur secondaire et à permettre le déplacement en translation de l'échangeur de chaleur secondaire le long de la paroi de la boîte à eau jusqu'en une position de bu- tée o les deux orifices de la paroi sont alignés respecti- vement avec les deux logements de réception. Ainsi, on est assuré que l'échangeur de chaleur secondaire est positionné de manière précise à l'intérieur de la boîte à eau, en vue de la mise en place des deux tubulures de raccordement. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la boîte à eau comprend deux glissières propres à récevoir respectivement deux coulisseaux solidaires de l'échangeur de chaleur secondaire. Ces deux coulisseaux sont avantageusement constitués par deux collerettes coaxiales aux deux logements de réception de l'échangeur de chaleur secondaire. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacune des collerettes présente deux faces annulaires opposées dont l'une est propre à venir en appui contre la paroi de la boîte à eau et l'autre contre une paroi de la glis- sière qui est séparée de la paroi de la boîte à eau d'une distance un peu supérieure à l'épaisseur de la collerette. Selon une autre caractéristique de l'invention, la colle- rette est rattachée au corps de l'échangeur de chaleur secondaire par une partie cylindrique de diamètre plus faible que celui de la collerette, la paroi de la glis- sière comporte une échancrure limitée par deux bords pa- rallèles en vis-à-vis définissant la direction en transla- tion et qui sont séparés d'une distance sensiblement égale au diamètre externe de la partie cylindrique, l'échancrure étant ouverte à une extrémité pour permettre l'introduc- tion de la collerette et étant fermée à son autre extrémité pour former une butée. Cette dernière est avantageusement formée par un bord en demi-cercle qui relie les deux bords parallèles de l'échancrure, dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre de la partie cylindrique et dont le centre est aligné avec le centre d'un orifice de passage. Ainsi, lorsque l'échangeur de chaleur secondaire est en butée dans les deux glissières, les deux orifices de pas- sage de la paroi sont rigoureusement alignés avec les deux logements de réception de l'échangeur de chaleur secondaire. Il suffit alors de rapporter les deux tubulures de raccor- dement en les solidarisant à l'échangeur de chaleur secon- daire par tout moyen approprié, par exemple par vissage ou encore par sertissage. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: la Figure 1 est une demi-coupe en élévation d'une boîte à eau d'échangeur de chaleur principal contenant un échan- geur de chaleur secondaire, conformément à la technique antérieure; la Figure 2 est une vue de dessus, par sa face ouverte, d'une boîte à eau d'échangeur de chaleur principal conte- nant un échangeur de chaleur secondaire selon l'invention; et la Figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la Figure 2. On se réfère tout d'abord à la Fig 1 qui montre un dispo- sitif connu d'après le Brevet Français N O 83 12200 déjà cité. Sur cette Figure, 1 désigne une boîte à eau d'un échangeur de chaleur principal, par exemple la boîte à eau d'un ra- diateur de refroidissement du liquide de refroidissement d'un moteur thermique, cette boîte à eau étant destinée à être assemblée à une plaque collectrice 2 dans laquelle dé- bouchent des tubes de circulation 3. La boîte à eau 1 contient intérieurement un échangeur de chaleur secondaire désigné dans son ensemble par 4 Ce der- nier est destiné à permettre le refroidissement d'un fluide différent de celui circulant par les tubes 3, par exemple le refroidissement de l'huile d'une boîte de vitesses. L'échangeur de chaleur secondaire 4 est, dans l'exemple, constitué par un empilage de demi-lames 5,6,qui: sont bra- sées entre elles et qui délimitent à leurs extrémités des chambres collectrices élémentaires 7 qui communiquent en- tre elles et avec un tube distributeur 8 formant en même temps tirant L'extrémité libre de ce tube est engagée et brasée dans une rainure 10 d'une plaque d'appui 11 dans la- quelle sont prévues deux rainures 12 respectivement 13. L'échangeur de chaleur secondaire 4 est muni de deux pla- ques d'appui 11 respectivement lla qui présentent des ta- raudages 14 coaxiaux aux axes géométriques 15 de trous 16 prévus dans l'une des parois latérales de la boîte à eau. Les rainures 12 et 13 sont destinées à contenir des joints annulaires 17 et 18. Pour permettre la fixation de l'échangeur de chaleur secon- daire 4 à la boîte à eau 1, il est prévu des tubulures de raccordement 19 présentant une partie filetée 20 qui est vissée dans le taraudage 14 de la plaque d'appui correspon- dantell Chaque tubulure comporte une couronne 21 venant prendre appui contre le joint 12 de la plaque d'appui cor- respondante pour assurer l'étanchéité Au-delà de la cou- ronne 21, la tubulure de raccordement présente un second filetage 22 sur lequel est vissé un écrou 23 serré contre la paroi externe de la boite à eau, pour comprimer le, joint. 18 contre la paroi interne de cette boite à eau en assurant l'étanchéité. Ainsi, conformément à cette technique antérieure, on place d'abord l'échangeur de chaleur secondaire 4 à l'intérieur de la boîte à eau 1 de manière que les taraudages 14 des plaques d'appui soient alignés avec les trous 16 de la boîte à eau, on visse ensuite les deux tubulures de raccor- dement 19, par leur partie filetée, dans les taraudages 14 et ensuite on visse les écrous 23 sur les filetages 22. Comme indiqué précédemment, cette solution connue pré- sente des inconvénients en ce sens que le positionne- ment précis de l'échangeur de chaleur secondaire 4 à l'intérieur de la boîte à eau 1 est difficile à réaliser, et cela d'autant plus que les dimensions externes de l'échangeur de chaleur secondaire 4 sont très proches des dimensions internes de la boîte à eau 1. L'invention permet d'éviter cet inconvénient, comme on le verra à l'examen des Figures 2 et 3. Sur ces Figures, on a représenté une boîte à eau 30 d'un échangeur de chaleur principal, par exemple d'un radia- teur de refroidissement d'un moteur thermique La boîte à eau 30 comprend deux parois latérales opposées 32, 34 et deux autres parois latérales opposées 36 et 38, les- quelles se raccordent sur une paroi de fond 40 Les qua- tre parois 32, 34, 36 et 38 définissent ensemble une face ouverte délimitée par un bord 42 de contour rectan- gulaire servant, de manière en soi connue, à l'assembla- ge de la boîte à eau sur un collecteur (non représenté). La boîte à eau 30 contient intérieurement un échangeur de chaleur secondaire désigné dans son ensemble par 44. Ce dernier est destiné à permettre le refroidissement d'un fluide différent de celui qui circule dans la boîte à eau 30, par exemple le refroidissement d'une huile de boîte de vitesses. L'échangeur de chaleur secondaire 44 est, dans l'exemple, constitué par un empilage de demi-lames 46 et 48 qui con- stituent ensemble le corps 50 de l'échangeur de chaleur 44 Ce dernier comprend deux tubes distributeurs 52 for- mant tirant dont les extrémités libres sont reliées à deux collerettes 54 en forme d'anneaux, coaxiales aux deux tubes distributeurs 52, chacune des collerettes étant reliée au corps 50 de l'échangeur de chaleur par l'intermédiaire d'une partie cylindrique 56, également en forme d'anneau, de diamètre plus faible que la colle- rette 54 Chacun des tubes 52, en combinaison avec la collerette 54 et la partie cylindrique 56 associée, dé- finissent intérieurement un logement (-non représenté) propre à recevoir une tubulure de raccordement 58 rappor- tée de l'extérieur Une des tubulures sert à l'entrée du fluide circulant dans l'échangeur de chaleur secondaire 44 et l'autre à la sortie du même fluide. Chacune des tubulures 58 est introduite d'abord à travers un orifice de passage 60 menagé dans la paroi 32 de la boîte à eau et ensuite dans le logement de réception cor- respondant. La paroi 32 est munie, à l'intérieur de la boîte à eau, de deux glissières 62 situées respectivement dans la ré- gion des deux orifices 60 Ces deux glissières sont pro- pres à recevoir respectivement les collerettes 54, formant coulisseau, pour permettre le déplacement en translation de l'échangeur de chaleur secondaire 44 le long de la pa- roi 32 jusqu'en une position de butée o les deux orifi- ces 60 sont alignés respectivement avec les deux logements de réception de l'échangeur de chaleur secondaire 44. Chacune des glissières 62 comprend une paroi 64 de forme générale rectangulaire qui s'étend parallèlement à la pa- roi 32 et qui est séparée de cette dernière par une dis- tance légèrement supérieure à l'épaisseur de la collerette 54 (Fig 2) Chaque collerette présente deux faces annu- laires opposées: une face 66 propre à prendre appui con- tre la face interne de la paroi 32 et une face 68 propre à prendre appui contre la face interne de la paroi 64. Cette dernière comprend une échancrure 70 limitée par deux Js bords-sensiblement parallèles 72 et 74, disposés en vis- à-vis et définissant la direction de translation de la glissière Les bords 72 et 74 sont séparés d'une distan- ce sensiblement égale au diamètre externe de la paroi cylindrique 56 en vue de son guidage dans la direction de translation Les bords 72 et 74 sont réunis entre eux par un bord 76 en demi-cercle dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre de la partie cylindrique 56 et dont le centre est aligné avec le centre de l'ori- fice de passage 60 qui lui est associé. L'échancrure 70 présente ainsi une extrémité ouverte di- rigée du côté de la face ouverte de la boîte à eau et une extrémité fermée dirigée du côté du fond 40 de la boîte à eau Cette extrémité fermée limitée par le bord 76 forme butée lors de l'introduction de la collerette 56 correspondante. La paroi 64 de chaque glissière est reliée à la paroi 32 de la boîte à eau par deux bords de liaison parallèles 78 et 80 séparés d'une distance suffisante pour livrer passage à la collerette 54 qui forme ainsi un coulisseau apte à glisser dans cette glissière D'autre part, cette paroi 64 est reliée directement à la paroi de fond 40 de la boîte à eau. Avantageusement, la boite à eau est formée à partir d' une matière plastique et les deux glissières sont égale- ment venues de moulage avec celle-ci. Pour mettre en place l'échangeur de chaleur secondaire 44 à l'intérieur de la boîte à eau 30, il suffit de pré- senter les deux collerettes 54 en regard des extrémités libres des glissières tout en appliquant les faces annu- laires 66 des deux collerettes contre la face interne de la paroi 32 Il suffit ensuite de déplacer en translation l'échangeur de chaleur secondaire 44 parallèlement à à la paroi 32 de manière que chacune des parties cy- lindriques 56 vienne en butée contre le bord 76 en demi- cercle de la glissière Dans la position de butée, les deux logements de réception de l'échangeur de chaleur secondaire 44 sont alignés respectivement avec les ori- fices 60 de la boîte à eau Il suffit alors de rapporter les deux tubulures 58 en introduisant chacune d'elles successivement dans l'orifice 60 et dans le logement de réception créception correspondant de l'échangeur de l'échangeur de chaleur 44. La solidarisation des deux tubulures de raccordement avec l'échangeur de chaleur secondaire 44 peut se faire par exemple par vissage comme décrit dans le Brevet Fran- çais N O 83 12200 déjà cité. Bien que l'invention ait été décrite en référence parti- culière à une boîte à eau comportant deux glissières propres à recevoir deux coulisseaux, on pourrait conce- voir une boîte à eau comportant une seule glissière pro- pre à recevoir un seul coulisseau prévu sur le corps de l'échangeur de chaleur secondaire. L'échangeur de chaleur secondaire contenu dans la boite à eau n'est pas nécessairement un échangeur du type à lames comme décrit prédédemment Il pourrait être constitué par un échangeur de chaleur d'un autre type, en particu- lier par un échangeur multitubulaire. il REVENDICATIONS 1 Boîte à eau d'un échangeur de chaleur principal, con- tenant un échangeur de chaleur secondaire ( 44) à deux tu- bulures de raccordement ( 58) qui traversent à étanchéité une paroi ( 32) de la boîte à eau ( 30) et par lesquelles l'échangeur de chaleur secondaire est fixé dans la boîte à eau, chacune des tubulures ( 58) étant rapportée sur l'échangeur de chaleur secondaire ( 44) en étant introduite successivement dans un orifice de passage ( 60) menagé dans la paroi ( 32) de la boîte à eau et dans un logement de ré- ception formé dans l'échangeur de chaleur secondaire ( 44), caractérisée en ce que ladite paroi ( 32) est munie, à l'in- térieur de la boîte à eau ( 30) et dans la région des deux orifices ( 60), d'au moins une glissière ( 62) propre à re- cevoir un coulisseau ( 54) faisant partie de l'échangeur15 de chaleur secondaire ( 44) et à permettre le déplacement en translation de l'échangeur de chaleur secondaire ( 44) le long de la paroi ( 32) de la boîte à eau jusqu'en une position de butée o les deux orifices de la paroi sont alignés respectivement avec les deux logements de récep- tion. 2 Boîte à eau selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend deux glissières ( 62) propres à recevoir respectivement deux coulisseaux ( 54) solidaires de l'échan- geur de chaleur secondaire ( 44). 3 Boîte à eau selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deux coulisseaux sont constitués par deux col- lerettes ( 54) coaxiales aux deux logements de réception de l'échangeur de chaleur secondaire ( 44). 4 Boîte à eau selon la revendication 3, caractérisée en ce que chacune des collerettes ( 54) présente deux faces annulaires opposées dont l'une ( 66) est propre à venir en appui contre la paroi ( 32) de la boîte à eau et l'autre ( 68) est propre à venir en appui contre une paroi ( 64) de la glissière, qui s'étend parallèlement à la paroi ( 32) de la boîte à eau et qui est séparée de cette dernière par une distance légèrement supérieure à l'épaisseur de la collerette. Boîte à eau selon la revendication 4, caractérisée en ce que la collerette ( 54) est rattachée au corps de l'échangeur de chaleur secondaire ( 44) par une partie cy- lindrique ( 56) de diamètre plus faible que celui de la collerette, et en ce que la paroi ( 64) de la glissière ( 62) comporte une échancrure ( 70) limitée par deux bords parallèles en vis-à-vis ( 72, 74) qui définissent la di- rection de translation et qui sont séparés d'une distance sensiblement égale au diamètre externe de la paroi cylin- drique ( 56), l'échancrure étant ouverte à une extrémité pour permettre l'introduction de la collerette ( 54) et fermée à son autre extrémité pour former butée ( 76). 6 Boîte à eau selon la revendication 5, caractérisée en ce que la butée est formée par un bord ( 76) en demi- cercle qui relie les deux bords parallèles ( 72) et ( 74) de l'échancrure ( 70), dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre de la partie cylindrique ( 56) et dont le centre est aligné avec le centre d'un orifice de pas- sage ( 60). 7 Boîte à eau selon l'une des revendications 5 et 6, comportant une face ouverte, caractérisée en ce que l'ex- trémité ouverte de l'échancrure ( 70) est orientée vers ladite face ouverte. 8 Boîte à eau selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que la paroi ( 64) de chaque glissière ( 62) est reliée à la paroi ( 32) de la boîte à eau ( 30) par deux bords de liaison parallèles ( 78, 80) et est re- liée à une paroi de fond ( 40) de la boîte à eau. 9 Boîte à eau selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la ou chaque glissière ( 62) est ve- nue de moulage avec la boîte à eau.