Brevet FR2667935A1 — publié le 19920417

-t Dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur secondaire du type à serpentin sur un échangeur de chaleur principal et ensemble d'échangeurs ainsi obtenu L'invention concerne un dispositif pour la fixation d'un échangeur de chaleur secondaire du type à serpentin sur un échangeur de chaleur principal, en particulier sur un radiateur de refroidissement d'un moteur à combustion interne d'un véhicule automobile. L'invention concerne également l'ensemble d'échangeurs ainsi obtenu par la fixation d'un échangeur de chaleur secondaire du type à serpentin sur un échangeur de chaleur principal. Il est connu de fixer sur un radiateur de refroidissement d'un véhicule automobile un autre échangeur de chaleur qui peut être, par exemple, un condenseur d'une installation de climatisation ou encore un radiateur secondaire basse température destiné à alimenter un radiateur pour le refroi- dissement de l'air de suralimentation du moteur. L'échangeur de chaleur principal et l'échangeur de chaleur secondaire sont disposés dans des plans généralement paral- lèles de sorte que l'air frais prélevé à l'extérieur de l'habitacle du véhicule puisse refroidir à la fois le fluide circulant dans l'échangeur de chaleur principal et le fluide circulant dans le serpentin de l'échangeur de chaleur secondaire. Le fluide circulant dans l'échangeur de chaleur principal est alors constitué par le liquide de refroidissement du moteur, tandis que le fluide circulant dans le serpentin peut être un fluide frigorigène dans le cas d'un condenseur, ou le même liquide de refroidissement dans le cas d'un radiateur secondaire basse température destiné à alimenter un radiateur de refroidissement d'air de suralimentation. Le serpentin de l'échangeur de chaleur secondaire est habituellement constitué par des tronçons de tubes parallè- les reliés deux à deux par des coudes en U, encore appelés crosses Les tronçons de tubes et les coudes peuvent être à section ronde ou encore à section aplatie et comporter des ailettes de refroidissement. La fixation de l'échangeur de chaleur secondaire sur l'é- changeur de chaleur principal est généralement réalisée au moyen de plots élastiques, par exemple au nombre de quatre, qui sont reliés d'une part à des coudes du serpentin et d'autre part à des points de fixation de l'échangeur de chaleur principal, par exemple sur les boites à eau de celui-ci. Comme ces échangeurs sont fabriqués en grande série et sujets à des variations dimensionnelles, il arrive souvent que les points de fixation d'un échangeur de chaleur princi- pal donné ne coïncident pas exactement avec les emplacements correspondants prévus sur le serpentin de l'échangeur de chaleur secondaire qui lui est destiné, ce qui pose des problèmes de fixation. L'invention a notamment pour but de remédier à cet incon- vénient. Elle propose, à cet effet, un dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur secondaire du type à serpentin sur un échangeur de chaleur principal, le serpentin comportant des tronçons de tubes reliés deux à deux par des coudes en U. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif de fixation comprend au moins une entretoise propre à s'adapter dans un coude en U du serpentin, ladite entretoise ayant une forme symétrique autour d'un axe de révolution et adaptée à celle du coude en U, ladite entretoise présentant un axe de fixation disposé parallèle et excentré par rapport à l'axe de révolution et servant à la fixation de l'entretoise sur un point de fixation associé de l'échangeur de chaleur principal, si bien que l'orientation angulaire de l'entretoise autour de son axe de fixation peut être ajustée pour compenser un éventuel défaut d'alignement entre le coude en U et le point de fixation associé. Ainsi, conformément à l'invention, il est possible d'ajuster l'orientation angulaire de chacune des entretoises utilisées pour la fixation du serpentin et compenser ainsi les défauts d'alignement entre les points de fixation de l'échangeur de chaleur principal et les coudes correspondants du ser- pentin. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'entretoise comprend un alésage disposé suivant l'axe de fixation et débouchant sur deux faces d'extrémité de ladite entretoise, le dispositif comprenant en outre un organe de fixation propre à s'adapter sur le point de fixation et à traverser l'alésage de l'entretoise. Ainsi, après réglage de la position angulaire de l'entretoi- se, il est possible de la maintenir dans cette position grâce à l'organe de fixation. Ce dernier est avantageusement un ensemble vis-écrou, la vis comprenant une tête propre à être reliée à un point de fixation de l'échangeur de chaleur principal et une tige filetée propre à être traversée par l'alésage de l'entretoise. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, l'une des faces d'extrémité de l'entretoise constitue une face d'appui sur le point de fixation de l'échangeur de chaleur principal, tandis que l'autre face d'extrémité se prolonge par une collerette pour permettre la retenue du coude en U. Sous un autre aspect, l'invention concerne un ensemble d'échangeur du type comportant un échangeur de chaleur secondaire à serpentin relié à l'échangeur de chaleur principal, dans lequel le serpentin est relié à l'échan- geur de chaleur principal par l'intermédiaire d'au moins un dispositif de fixation tel que défini précédemment. Avantageusement, cette liaison est obtenue grâce à quatre dispositifs de fixation selon l'invention. Ainsi, dans le cas o l'échangeur de chaleur principal comporte deux boites à eau, le serpentin est relié à chacune des boites à eau par deux dispositifs de fixation. Bien entendu, il est possible de fixer également un serpen- tin sur un échangeur de chaleur principal comportant une seule boite à eau En ce cas, la fixation du serpentin peut s'effectuer sur la boite à eau à l'aide de deux dispositifs selon l'invention. L'ensemble d'échangeurs précité peut comporter en outre, d'une manière en soi connue, un support d'un groupe motoven- tilateur. En ce cas, les dispositifs de fixation de l'invention permettent également la fixation du support du groupe motoventilateur. Dans la description qui suit, donnée seulement à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue en élévation d'un ensemble d'é- changeurs comprenant un échangeur de chaleur principal et un échangeur de chaleur secondaire à serpentin fixé à celui-ci au moyen de quatre dispositifs de fixation selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe partielle et à échelle agrandie selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue partielle, à échelle agrandie, d'une partie de l'ensemble d'échangeurs de la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe partielle selon la ligne IV-IV de la figure 3; la figure 5 est une vue en élévation d'un ensemble d'é- changeurs analogues à celui de la figure 1 et comprenant en outre un support d'un groupe motoventilateur; et la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 5. L'ensemble d'échangeurs représenté à la figure 1 comprend un échangeur de chaleur principal 10, tel qu'un radiateur de refroidissement d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile et un échangeur de chaleur secondaire 12 du type à serpentin Dans l'exemple, ce dernier est un condenseur faisant partie d'une installation de climati- sation du véhicule automobile. L'échangeur de chaleur principal 10 comprend, de façon en soi connue, un faisceau 14 interposé entre deux boîtes à eau 16 et 18 Le faisceau 14 est formé d'une multiplicité de tubes 20 traversant une multiplicité d'ailettes 22 (figure 3) La boîte à eau 16 est munie de deux tubulures 24 et 26 servant à l'entrée et à la sortie du liquide de refroidissement traversant l'échangeur de chaleur 10. L'échangeur de chaleur secondaire 12 comprend un serpentin 28 constitué, dans l'exemple, d'un tube de section aplatie, muni intérieurement de deux cloisons 30 et 32 (figure 2) Le serpentin 28 comprend des tronçons de tube 34 paral- lèles entre eux reliés deux à deux par des coudes en U 36, encore appelés crosses Le serpentin 28 est, dans l'exemple, obtenu à partir d'une seule longueur de tube qui comprend une entrée 38 et une sortie 40 (figure 1). Le serpentin 28 affecte ainsi une forme générale rectangu- laire dont la longueur et la largeur sont respectivement inférieurs à la longueur et la largeur de l'échangeur de chaleur principal 10 Les tronçons de tube 34 sont reliés deux à deux par des ailettes de refroidissement 41 ayant sensiblement la forme de sinusoïdes. Comme montré à la figure 1, le serpentin 28 est relié par quatre entretoises 42 à l'échangeur de chaleur principal , à savoir deux entretoises 42 reliées à la boîte à eau 16 et deux autres entretoises 42 reliées à la boite à eau 18. Chaque entretoise 42 présente une forme symétrique autour d'un axe de révolution XX (figure 4) Dans l'exemple, l'entretoise 42 comprend un corps cylindrique 44, dont le rayon correspond sensiblement au rayon interne R d'un coude 36, et une collerette cylindrique 46 dont le rayon est supérieur à celui du corps cylindrique 44 L'entretoise 42 -comporte une face d'extrémité 48 propre à prendre appui sur un bossage 50 de la boite à eau 16 ou 18 et une face d'extrémité opposée 52 située du côté de la collerette cylindrique 46 La hauteur H (figure 4) du corps cylindrique 44 (comprise entre le face d'appui 48 et la collerette 46 correspond sensiblement à la plus grande dimension de la section du serpentin 28 Dans ces conditions, la collerette 46 permet de retenir le coude 36 correspondant en appui sur le bossage 50 de la boîte à eau. L'entretoise 42 comporte par ailleurs un alésage 54 disposé suivant un axe YY qui est parallèle et excentré par rapport à l'axe XX (figure 4) L'axe XX et l'axe YY sont séparés par un espace e (figures 3 et 4) permettant de compenser un éventuel défaut d'alignement entre le coude en U et le bossage correspondant de la boîte à eau.20 Comme montré à la figure 2, l'entretoise 42 est fixée sur le bossage 50 au moyen d'un organe de fixation 56. Celui-ci comprend une vis 58 munie d'une tête 60 destinée à être insérée dans le bossage 50 et d'une tige filetée 62 propre à recevoir un écrou 64 avec interposition d'une rondelle 66 Les boîtes à eau 16 et 18 sont avantageusement réalisées en matière plastique et comportent alors chacune deux bossages 50 venus de moulage Ces bossages définissent ainsi des points de fixation pour les quatre entretoises30 42 représentées à la figure 1. Pour fixer le serpentin 28 sur l'échangeur de chaleur , on met d'abord en place les quatre vis 58 sur leurs bossages respectifs 50, puis on présente le serpentin 28 qui a reçu au préalable les quatre entretoises 42 dans les coudes 36 prévus à cet effet Chacune des entretoises 42 est introduite par son alésage 54 sur la vis 58 corres- pondante Chacune des entretoises peut être réglée angulai- rement en position, indépendamment des autres, pour compen- ser les éventuels défauts d'alignement entre le coude en U et le point de fixation associé Il suffit ensuite de serrer définitivement les écrous 64 pour maintenir la position angulaire de chacune des entretoises. Ainsi, dans la forme de réalisation des figures 1 à 4, le serpentin 28 peut être relié à l'échangeur de chaleur principal 10 en compensant les éventuels défauts d'aligne- ment résultant des disparités de fabrication des deux échangeurs. Dans la forme des réalisations des figures 5 et 6, auxquel- les on se réfère maintenant, l'ensemble des deux échangeurs et 12 comprend en outre un support 68 pour un groupe motoventilateur 70 Ce support comprend quatre bras de fixation 72 terminés chacun par une extrémité 74 La position respective des quatre extrémités 74 correspond sensiblement à la position des quatre points de fixation, c'est-à-dire des quatre bossages 50 de l'échangeur de chaleur principal 10 Chacune des extrémités 74 comporte un alésage 76 susceptible d'être traversé par la tige filetée 72 d'une vis 58 Ainsi, chaque vis 58 reçoit successivement une entretoise 42, une extrémité 74, une rondelle 66 et un écrou 64. Bien entendu, l'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation Ainsi, le serpentin 28 pourrait être réalisé à partir d'un tube de section circulaire. En pareil cas, le corps de l'entretoise 42 devra comporter, non pas des génératrices rectilignes, mais des génératrices incurvées. q Par ailleurs, le serpentin 28 peut faire partie non pas d'un condenseur d'une installation de climatisation mais d'un radiateur secondaire basse température destiné à alimenter un radiateur de refroidissement de l'air de5 suralimentation d'un moteur En ce cas, c'est le même liquide de refroidissement qui parcourt à la fois l'échan- geur de chaleur principal 10 et le serpentin 28. Revendications 1 Dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur secondaire ( 12) du type à serpentin ( 28) sur un échangeur de chaleur principal ( 10), le serpentin ( 28) comportant des tronçons de tube ( 34) reliés deux à deux par des coudes en U ( 36), caractérisé en ce qu'il comprend au moins une entretoise ( 42) ayant une forme symétrique autour d'un axe de révolution (XX) et adaptée à celle du coude en U ( 36), ladite entretoise ( 42) présentant un axe de fixation (YY) disposé parallèle et excentré par rapport à l'axe de révolution (XX) et servant à la fixation de l'entretoise ( 42) sur un point de fixation associé ( 50) de l'échangeur de chaleur principal ( 10), si bien que l'orientation angu- laire de l'entretoise ( 42) autour de son axe de fixation (YY) peut être ajustée pour compenser un éventuel défaut d'alignement entre le coude en U ( 36) et le point de fixa- tion ( 50) associé. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entretoise ( 42) comprend un alésage ( 54) disposé suivant l'axe de fixation (YY) et débouchant sur deux faces d'extrémité ( 48,52) et en ce que le dispositif com- prend en outre un organe de fixation ( 56) propre à s'adapter sur le point de fixation ( 50) et à traverser l'alésage ( 54) de l'entretoise ( 42). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de fixation ( 56) comprend une vis ( 58) et un écrou ( 64), la vis comprenant une tête ( 60) propre à être reliée au point de fixation ( 50) et une tige filetée ( 62) propre à traverser l'alésage ( 54) de l'entretoise ( 42). 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une ( 48) des faces d'extrémité de l'entretoise lsut'o ( 42) constitue une face d'appui sur le point de fixation ( 50), tandis que l'autre face d'extrémité ( 52) se prolonge par une collerette ( 46) formant retenue pour le coude en U ( 36). Ensemble d'échangeurs, du type comportant un échangeur de chaleur secondaire ( 12) à serpentin ( 28) relié à un échangeur de chaleur principal ( 10), caractérisé en ce que le serpentin ( 28) est relié à l'échangeur de chaleur principal ( 10) par l'intermédiaire d'au moins un dispositif de fixation selon l'une des revendications 1 à 4. 6 Ensemble d'échangeurs selon la revendication 5, carac- térisé en ce qu'il comprend quatre dispositifs de fixation ( 42) selon l'une des revendications 1 à 4. 7 Ensemble d'échangeurs selon la revendication 6, dans lequel l'échangeur de chaleur principal ( 10) comporte deux boites à eau ( 16,18), caractérisé en ce que le serpen- tin ( 28) est relié à chacune des boites à eau par deux dispositifs de fixation ( 42). 8 Ensemble d'échangeurs selon l'une des revendications à 7, comportant en outre un support ( 68) d'un groupe motoventilateur, caractérisé en ce que les dispositifs de fixation ( 42) assurent également la fixation du support ( 68).