Brevet FR2730008A1 — publié le 19960802

Dispositif de fixation d'un motoventilateur sur un échangeur de chaleur L'invention concerne un ensemble comprenant un échangeur de chaleur muni d'un bloc rigide formé de tubes parallèles et d'ailettes, et un motoventilateur propre à produire un courant d'air en contact thermique avec l'échangeur de chaleur, notamment pour le refroidissement d'un moteur thermique de véhicule, le motoventilateur comportant une partie fixe entraînant une partie rotative, appelées ci-après respectivement, par souci de simplicité, moteur et hélice, la partie fixe présentant un flasque tourné vers une face principale du bloc, par lequel elle est assemblée à l'échan- geur de chaleur. De tels ensembles sont connus notamment pour le refroidissement des moteurs thermiques de véhicules. Dans ces ensembles connus, le motoventilateur est assemblé à des boîtes à fluide situées aux deux extrémités du bloc tubes-ailettes dans la direction longitudinale des tubes, et/ou à des traverses latérales reliant celles-ci, par l'intermédiaire de bras relativement longs, ce qui augmente le poids de l'ensemble et rend difficile l'obtention d'une rigidité suffisante de l'assemblage. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. L'invention vise notamment un ensemble du genre défini en introduction, et prévoit qu'il comprend une pièce intercalaire interposée entre deux jeux d'ailettes dudit bloc, et traversée avec serrage par une partie au moins des tubes, la partie fixe étant liée à la pièce intercalaire par des éléments de fixation tels que des vis de façon que ledit flasque s'appuie au moins localement, d'une part sur la pièce intercalaire, d'autre part sur les ailettes dans au moins une zone de ladite face principale éloignée de la pièce intercalaire dans ladite direction longitudinale. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après - La pièce intercalaire présente, dans un plan perpendiculaire à ladite direction longitudinale, un contour correspondant approximativement à celui du bloc d'ailettes et ne faisant pas saillie au-delà de celui-ci. - Les tubes serrés dans la pièce intercalaire le sont par l'intermédiaire de douilles élastiques. - Des éléments de fixation sont prévus dans les deux zones diamétralement opposées du flasque dans la direction de la largeur du bloc et le flasque s'appuie sur les ailettes en deux zones localisées diamétralement opposées dans la direction longitudinale. - Le flasque présente deux pattes de fixation à la pièce intercalaire qui s'étendent radialement à l'extérieur. - Lesdites zones d'appui sur les ailettes font saillie en direction du bloc par rapport aux régions adjacentes du flasque. - Lesdites pattes s'appuient sur la pièce intercalaire par des zones faisant saillie en direction du bloc par rapport auxdites régions adjacentes. - La pièce intercalaire comporte un téton pouvant servir à la fixation de l'ensemble sur le châssis du véhicule. - La pièce intercalaire présente des moyens de liaison à une buse délimitant un volume pour le passage dudit courant d'air. Les caractéristiques ci-après sont particulièrement avantageuses dans le cas où les tubes, les ailettes et la pièce intercalaire sont métalliques : - La pièce intercalaire est creuse et présente la forme d'un canal à profil en U dont les deux côtés sont situés sensiblement dans les deux faces principales du bloc respectivement et dont le fond est traversé par les tubes. Les caractéristiques ci-après sont particulièrement avantageuses dans le cas où les tubes et les ailettes sont metalli- ques et la pièce intercalaire est en matière plastique. - La pièce intercalaire comporte deux lames situées sensiblement dans les deux faces principales du bloc respectivement, reliées entre elles par un âme qui est traversée avec serrage par certains au moins des tubes. - Ltâme est traversé avec jeu par certains tubes. - Seuls les tubes situés dans une région médiane de la largeur du bloc sont serrés dans la pièce intercalaire. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, où les mêmes numéros de référence sont utilisés pour désigner des éléments identiques ou semblables, et sur lesquels - la figure 1 est une vue de côté d'un ensemble selon l'invention; - la figure 2 est une vue de face de ce même ensemble; - la figure 3 est un détail agrandi de la figure 2 montrant la coopération de la pièce intercalaire avec un élément extérieur à l'ensemble; - la figure 4 est une vue partielle en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1; - les figures 5a, 5b et 5c sont des vues partielles en coupe selon les lignes A-A, B-B et C-C de la figure 4; - la figure 6 est une vue de face du flasque;; - les figures 7 à 9 sont des vues en coupe analogues aux figures 5a à 5c, montrant une variante de la pièce intercalaire; - la figure 10 est une vue analogue à la figure 2, relative à une variante de l'ensemble selon l'invention; et - la figure 11 est une vue partielle en coupe selon la ligne XI-XI de la figure 10. L'ensemble illustré aux figures 1 à 6 comprend un échangeur de chaleur, ici un radiateur 1 destiné au refroidissement du moteur thermique d'un véhicule automobile, et un motoventila- teur 2 destiné à produire un courant d'air au travers du radiateur. Ce dernier comprend une série de tubes parallèles 3, formant dans l'exemple représenté deux rangées juxtaposées, les deux extrémités de chaque tube débouchant respectivement dans deux boîtes à fluide 4 et 5. Les tubes traversent des ailettes métalliques rectangulaires 6 s'étendant dans des plans perpendiculaires à la direction longitudinale des tubes. Ceux-ci s'engagent avec serrage dans des orifices des ailettes de façon à réaliser un bon contact thermique entre les tubes et les ailettes.Les tubes et les ailettes forment ainsi un bloc parallélépipédique rigide 7 interposé entre les deux boîtes à fluide. Selon l'invention, les ailettes 6 du bloc 7 sont partagées en deux jeux 8 et 9 par une pièce intercalaire 10 en matière plastique moulée disposée de préférence à mi-longueur du bloc et présentant, dans un plan perpendiculaire à la direction longitudinale des tubes, un profil rectangulaire semblable à celui des ailettes 6. Ce contour ne fait pas saillie par rapport à celui des ailettes, à l'exception d'un téton 11 disposé sur l'un des côtés latéraux de la pièce et sur lequel une pièce de liaison appropriée 12 peut s'enfiler par l'intermédiaire d'un élément en élastomère 13, de façon à participer à la fixation du radiateur sur le châssis ou sur la carrosserie du véhicule, ou bien à la fixation sur le radiateur d'un autre élément rapporté. Bien entendu, le téton 11 peut être supprimé si sa fonction n'est pas utile.Le fait que la pièce 10 ne dépasse pas le contour des ailettes permet de la mettre en place pratiquement sans modification de la chaîne d'assemblage du bloc. Le motoventilateur 2 comprend une partie fixe constituant un moteur électrique 14 et une partie rotative constituant une hélice 15, qui peut tourner par rapport à la partie fixe et au radiateur autour d'un axe 16 perpendiculaire aux faces principales 25, 26 du bloc parallélépipédique 7. Le moteur 14 présente un corps 17 de forme sensiblement cylindrique de révolution, fermé du côté du bloc 7 par un flasque sensiblement circulaire 18. L'hélice 15 comprend un moyeu 19 coiffant le corps 17, ouvert vers le bloc et fermé à l'opposé. A partir du moyeu 19 s'érigent des pales radiales 20, dont les extrémités radialement extérieures sont reliées entre elles par une virole 21, de révolution autour de l'axe 16, délimitant un passage annulaire 22 pour le courant d'air produit par les pales 20. Comme on le voit à la figures 5b, la pièce 10 présente un profil en I en section, et comporte deux lames minces de matière 23 et 24 contribuant à définir les faces principales 25 et 26 du bloc tournées respectivement vers le motoventilateur et à l'opposé de celui-ci, les lames 23 et 24 étant reliées entre elles par une âme 38 également mince. Dans l'exemple illustré, les tubes 3 qui passent en regard du moteur 14, qui sont donc les plus proches de l'axe 16, sont entourés, dans la traversée de la pièce 10, par des bossages 27 dont chacun entoure étroitement le tube qui lui est associé afin que la pièce 10 soit immobilisée fermement par rapport aux tubes et constitue avec ceux-ci et les deux jeux d'ailettes 8 et 9 un bloc rigide. Chaque bossage 27 comporte deux manchons disposés de part et d'autre de l'âme 38, entourant un même tube et reliés à l'âme 38. Le flasque 18 se prolonge, au-delà du diamètre du corps 17 du moteur, par des pattes radiales 30 et 31 qui sont traversées par des trous pour le passage de vis de fixation respectives 32 et 33, lesquelles sont vissées dans des trous 34 et 35 ménagés dans des bossages 36 et 37 reliant les lames 23 et 24 de la pièce 10. Ces pattes présentent des zones 29 faisant saillie vers le bloc 7. Le serrage des vis 32 et 33 appuie fermement les saillies 29 des pattes 30 et 31 sur la lame 23. En même temps, deux autres zones 40 faisant saillie sur le flasque 18, situées aux extrémités du diamètre de celui-ci perpendiculaire au diamètre qui relie les saillies 29, s'appuient sur les jeux d'ailettes 8 et 9 respectivement de façon à assurer un positionnement stable du corps 17, et par conséquent du motoventilateur 2, sur le bloc 7. Comme on le voit également sur les figures 4 et 5c, de part et d'autre de chacun des bossages 36 et 37 dans la direction de la largeur du bloc, des tubes 3 passent sans être serrés. La traversée avec jeu de l'âme 38 par les tubes permet d'éviter les contraintes mécaniques dues aux différences de cotes résultant des tolérances de moulage de la pièce 10 et des coefficients de dilatation différents entre celles-ci d'une part, les tubes et les ailettes d'autre part. La fixation de la pièce 10 sur les tubes est assurée seulement par un nombre limité de bossages 27, qui sont relativement rapprochés de sorte que le problème des différences de cotes ne se pose pas. Les figures 7 à 9 illustrent un radiateur qui diffère de celui décrit ci-dessus par le remplacement de la pièce intercalaire plastique 10 par une pièce intercalaire 50 en tôle métallique emboutie. Cette pièce est pliée sous la forme d'un canal à profil en U dont les deux côtés 51, 52 sont, comme les lames 23 et 24 de la pièce 10, situés sensiblement dans les deux faces principales du bloc. Le fond 53 du canal est percé pour le passage des tubes 3, et est déformé pour constituer des collets 54 tournés axialement vers l'extérieur du canal et entourant individuellement les tubes. Dans le mode de réalisation selon la figure 7, les collets 54 sont sertis directement sur les tubes. Dans la variante de la figure 8, ils sont serrés sur les tubes par l'intermédiaire de douilles en élastomère 55.Dans les deux cas, la précision d'usinage de la pièce métallique 50, et la faible différence de coefficient de dilatation entre celle-ci d'une part, les tubes et les ailettes d'autre part, permettent le sertissage du fond 53 sur la totalité des tubes. Une douille telle que 55 peut également être interposée si on le souhaite entre les tubes et une pièce intercalaire en matière plastique. La figure 9 montre un écrou 56 soudé sur la face interne de la paroi 51, tournée vers le motoventilateur 2, du canal formé par la pièce 50. Cet écrou peut recevoir une vis analogue aux vis 32 et 33 de la figure 4, pour la fixation d'un moteur identique au moteur 14 décrit précédemment. Les figures 10 et 11 sont relatives à une variante de l'ensemble selon l'invention comprenant, en remplacement de la virole 21, ou entre celle-ci et le radiateur, une buse 60 fixe délimitant radialement vers l'extérieur un volume pour le passage du courant d'air produit par le ventilateur, dont le profil évolue, en allant axialement des pales 20 de celuici vers la face d'entrée du radiateur, entre une forme circulaire correspondant à la surface balayée par lesdites pales et une forme rectangulaire correspondant à la superficie de ladite face. De façon connue, la buse 60 présente sur ses bords 61, 62 s'étendant en regard des extrémités du bloc de tubes et d'ailettes 7, des pattes 63 recouvrant en partie les boîtes à fluide 4 et 5 et assemblées sur ces dernières par des éléments de fixation tels que des vis 64. Selon linven- tion, la fixation de la buse 60 est complétée par des vis 65 qui se vissent, de la même manière que les vis 32 et 33 de la figure 4, aux deux extrémités de la pièce intercalaire, laquelle peut être semblable à la pièce 10 ou à la pièce 50, et qui appliquent sur cette pièce des régions aplaties 66 de la buse, prévues au voisinage du milieu de ses deux bords longitudinaux. Revendications 1. Ensemble comprenant un échangeur de chaleur (1) muni d'un bloc rigide (7) formé de tubes parallèles (3) et d'ailettes (6), et un motoventilateur (2) propre à produire un courant d'air en contact thermique avec l'échangeur de chaleur, notamment pour le refroidissement d'un moteur thermique de véhicule, le motoventilateur comportant une partie fixe (14) et une partie rotative (15), la partie fixe présentant un flasque (18) tourné vers une face principale (25) du bloc, par lequel elle est assemblée à l'échangeur de chaleur, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce intercalaire (10) interposée entre deux jeux d'ailettes (8, 9) dudit bloc, et traversée avec serrage par une partie au moins des tubes, la partie fixe (14) étant liée à la pièce intercalaire (10) par des éléments de fixation tels que des vis (32, 33) de façon que ledit flasque s'appuie au moins localement, d'une part sur la pièce intercalaire, d'autre part sur les ailettes dans au moins une zone de ladite face principale éloignée de la pièce intercalaire dans ladite direction longitudinale. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce intercalaire présente, dans un plan perpendiculaire à ladite direction longitudinale, un contour correspondant approximativement à celui du bloc d'ailettes et ne faisant pas saillie au-dela de celui-ci. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce intercalaire (50) est creuse et présente la forme d'un canal à profil en U dont les deux côtés (51, 52) sont situés sensiblement dans les deux faces principales (25, 26) du bloc respectivement et dont le fond (53) est traversé par les tubes. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce intercalaire (10) comporte deux lames (23, 24) situées sensiblement dans les deux faces principales (25, 26) du bloc respectivement, reliées entre elles par un âme (38) qui est traversée avec serrage par certains au moins des tubes. 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'âme (38) est traversé avec jeu par certains tubes. 6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les tubes serrés dans la pièce intercalaire (50) le sont par l'intermédiaire de douilles élastiques (55). 7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que seuls les tubes situés dans une région médiane de la largeur du bloc (7) sont serrés dans la pièce intercalaire (10, 50). 8. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que des éléments de fixation (32, 33) sont prévus dans les deux zones diamétralement opposées (30, 31) du flasque dans la direction de la largeur du bloc et que le flasque s'appuie sur les ailettes en deux zones localisées (40) diamétralement opposées dans la direction longitudinale. 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que le flasque (18) présente deux pattes (30, 31) de fixation à la pièce intercalaire (10, 50) qui s'étendent radialement à 1' extérieur. 10. Ensemble selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que lesdites zones (40) d'appui sur les ailettes font saillie en direction du bloc par rapport aux régions adjacentes du flasque. 11. Ensemble selon la revendication 10, rattachée à la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites pattes (30, 31) s'appuient sur la pièce intercalaire (10, 50) par des zones (29) faisant saillie en direction du bloc par rapport auxdites régions adjacentes. 12. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce intercalaire (10) comporte un téton (11) pouvant servir à la fixation de l'ensemble sur le châssis du véhicule. 13. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce intercalaire (10) présente des moyens de liaison à une buse (60) délimitant un volume pour le passage dudit courant d'air.