Brevet FR2742530A1 — publié le 19970620

Dispositif et procédé d'assemblage d'une plaque collectrice et d'une boîte à eau d'échangeur de chaleur L'invention concerne un dispositif d'assemblage d'une plaque collectrice et d'une boîte à eau d'un échangeur de chaleur, en particulier pour véhicule automobile, ainsi qu'un procédé d'assemblage mettant en oeuvre un tel dispositif. On connaît déjà, d'après FR-A-2 550 328, un dispositif d'assemblage qui comprend au moins une agrafe munie d'une aile inférieure propre à prendre appui sous une paroi de fond d'une gorge périphérique de la plaque collectrice, d'une aile supérieure propre à prendre appui sur une portée de la boîte à eau et dune âme reliant l'aile inférieure et l'aile supérieure et propre à prendre appui contre une paroi externe de la gorge périphérique, tandis qu'un joint d'étanchéité est interposé entre la plaque collectrice et la boîte à eau. Pour mettre en place une telle agrafe, il faut au préalable exercer un effort de compression entre la plaque collectrice et la boîte à eau pour déformer le joint d'étanchéité interposé entre elles puis sertir l'agrafe, avant de relâcher l'effort de compression. Les ailes supérieure et inférieure de cette agrafe connue comportent respectivement des pattes supérieures et des pattes inférieures qui sont propres à être déformées par un outil approprié pour permettre le sertissage de l'agrafe, préalablement mise en place. Cette solution connue présente un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, l'opération de sertissage engendre des contraintes qui sont exercées sur la boîte à eau et la plaque collectrice. Ensuite, pour permettre le sertissage, il faut en outre prévoir une forme spécifique de la portée de la bote à eau, et notamment prévoir une gorge pour faciliter la mise en place des pattes supérieures. Or, la réalisation d'une telle gorge par moulage est souvent impossible dans le cas des boîtes à eau actuelles qui intègrent différents éléments, notamment des tubulures, des pattes de fixation, etc. Par ailleurs, la présence des pattes supérieures et inférieures rabattues lors de l'opération de sertissage rend pratiquement impossible le démontage de la boîte à eau et de la plaque collectrice lors d'éventuelles interventions. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle propose en conséquence un dispositif d'assemblage du type défini en introduction, dans lequel l'aile supérieure de l'agrafe est repliée en forme de U par rapport à l'âme et comporte un bord terminal propre à venir en appui derrière un bord terminal de la paroi externe, qui dépasse de la portée de la boîte à eau, et dans lequel l'aile inférieure est pliée sensiblement à angle droit par rapport à l'âme, en sorte que l'agrafe peut être mise en place sans déformation par un déplacement comprenant un coulissement longitudinal. Ainsi, la mise en place de l'agrafe s'effectue sans déformation de celle-ci, ce qui évite une opération de sertissage, avec les inconvénients qui en résultent. En outre, l'agrafe permet de renforcer la liaison entre la plaque collectrice et la boîte à eau dans des zones les plus sollicitées. Par ailleurs, l'agrafe peut être facilement démontée, soit pour d'éventuelles interventions, soit pour le recyclage de l'échangeur de chaleur lorsqu'vil est mis au rebut. Selon une première forme de réalisation de l'invention, l'agrafe est réalisée sous la forme d'un profilé continu, ce qui permet la mise en place de l'agrafe par un simple coulissement longitudinal. Dans cette première forme de réalisation de l'invention, le dispositif comprend avantageusement un moyen de verrouillage pour maintenir l'agrafe après sa mise en place. A titre d'exemple, ce moyen de verrouillage peut comprendre au moins une languette formée par découpe du bord terminal de la paroi externe de la plaque collectrice et propre à être rabattue dans un logement de l'aile supérieure en forme de U. Cette aile en U comprend avantageusement une branche interne qui prolonge l'âme et qui se rattache à une branche externe par un arrondi, le logement de la languette étant réalisé sous la forme d'une découpe pratiquée dans la branche interne, la branche externe et l'arrondi. Selon une seconde forme de réalisation de l'invention, le bord terminal de l'aile supérieure de l'agrafe est crénelé et le bord terminal de la paroi externe de la plaque collectrice est également crénelé. Ainsi, l'agrafe peut être mise en place, soit par un simple mouvement de coulissement longitudinal comme décrit précédemment, soit de préférence par la combinaison de deux déplacements en translation perpendiculaire : un premier mouvement permettant l'introduction du bord crénelé de l'agrafe au travers du bord crénelé de la plaque collectrice, et un second mouvement permettant le coulissement limité de l'agrafe par rapport à la plaque collectrice. Dans cette seconde forme de réalisation de l'invention, le bord crénelé de l'aile supérieure de l'agrafe comprend avantageusement une multiplicité de découpes pratiquées à intervalles réguliers pour définir une multiplicité de dents qui alternent avec les découpes, tandis que le bord crénelé de la paroi externe de la plaque collectrice comprend avantageusement une multiplicité de découpes pratiquées à intervalles réguliers pour définir une multiplicité de dents qui alternent avec les découpes. De préférence, les dents de l'agrafe ont une largeur sensiblement égale à celle des dents de la plaque collectrice, en sorte que les dents de l'agrafe peuvent prendre appui contre des dents correspondantes de la plaque collectrice, après mise en place de l'agrafe. En outre, les dents de l'agrafe ont une largeur inférieure à celle des découpes de la plaque collectrice pour permettre l'introduction du bord crénelé de l'agrafe au travers du bord crénelé de la plaque collectrice. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'aile en U de l'agrafe comprend une branche interne qui prolonge l'âme et qui se rattache à une branche externe par un arrondi, le bord terminal crénelé de l'aile en U étant formé essentiellement dans la branche externe. Quelle que soit la forme de réalisation de l'invention, l'âme de l'agrafe est avantageusement droite et est de préférence reliée à l'aile inférieure par un arrondi. Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé d'assemblage d'une plaque collectrice et d'une boîte à eau d'un échangeur de chaleur, qui utilise au moins une agrafe telle que définie précédemment, ce procédé comprenant les opérations suivantes a) exercer un effort de compression entre la plaque collectrice et la bote à eau pour déformer le joint d'étanchéité qui est interposé entre eux, b) mettre en place la ou chaque agrafe sans déformation par un déplacement comprenant au moins un coulissement longitudinal, et c) relâcher l'effort de compression. Dans le cas où l'on utilise une agrafe selon la première forme de réalisation précitée, cette dernière est mise en place uniquement par un mouvement de coulissement longitudinal. Par contre, dans le cas où on utilise une agrafe selon la seconde forme de réalisation précitée, cette dernière est mise en place par un mouvement combiné comprenant deux mouvements de translation, perpendiculaires entre eux, comme indiqué précédemment. De préférence, l'opération b) comprend la mise en place de deux agrafes longitudinales. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue partielle en perspective éclatée d'un échangeur de chaleur avant mise en place d'une agrafe selon la première forme de réalisation précitée; - la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1 après mise en place de l'agrafe; - la figure 3 est une vue partielle en perspective éclatée d'un échangeur de chaleur avant mise en place d'une agrafe selon la seconde forme de réalisation précitée; et - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 après mise en place de l'agrafe. L'échangeur de chaleur représenté à la figure 1 comprend une plaque collectrice 10, réalisée en métal, destinée à être reliée à un corps d'échangeur de chaleur (non représenté) et munie d'une gorge périphérique 12, à profil en U, délimitée par une paroi de fond 14, une paroi externe 16 et une paroi interne 18. L'échangeur de chaleur comprend en outre une boîte à eau 20, réalisée par moulage d'une matière plastique, et comportant une portée périphérique 22, encore appelée "talon", propre à être reçue dans la gorge 12 de la plaque collectrice 10. Un joint d'étanchéité compressible 24 est interposé, au montage, entre la plaque collectrice 10 et la boîte à eau 20. La paroi externe 16 comporte un bord terminal 26 qui dépasse de la portée 22 de la boîte à eau 20. Pour réaliser l'assemblage de la boîte collectrice 10 et de la boîte à eau 20, on utilise au moins une agrafe 30 réalisée en métal et ayant la forme d'un profilé dont la section a sensiblement la forme d'un C. L'agrafe 30 comprend une âme 32 reliée à une aile inférieure 34 et à une aile supérieure 36, laquelle aboutit à un bord terminal 28. L'aile inférieure 34 est de forme sensiblement droite et s'étend perpendiculairement à l'âme 32, en étant reliée à cette dernière par l'intermédiaire d'un arrondi 38 ayant sensiblement la forme d'un quart de cercle. L'aile supérieure 36 a sensiblement la forme d'un U et comprend une branche interne 40 qui prolonge l'âme 32 et qui se rattache à une branche externe 42 par un arrondi 44 de forme sensiblement semi-circulaire. L'agrafe 30 présente un profil interne adapté à celui de la paroi de fond 14 et de la paroi latérale 16 de la plaque collectrice 10. Comme on peut le voir sur la figure 1, l'agrafe 30 définit un logement 46 réalisé sous la forme d'une découpe pratiquée dans la branche interne 40, la branche externe 42 et l'arrondi 44 de l'aile supérieure 36. Dans le bord terminal 26 de la plaque collectrice 10 sont pratiquées deux fentes parallèles 48 qui délimitent ainsi une languette rectangulaire 50 dont la largeur est inférieure à celle du logement 46 de l'agrafe 30. Pour réaliser l'assemblage de la plaque collectrice 10 et de la boîte à eau 20, on introduit la portée 22 de la boîte à eau 20 dans la gorge 12 de la plaque collectrice 10, en interposant le joint d'étanchéité 24. Ensuite, on exerce un effort de compression entre la plaque collectrice et la boîte à eau, comme indiqué par la flèche F1 sur la figure 1, de manière à déformer le joint d'étanchéité 24. Puis on met en place l'agrafe 30 par un déplacement comportant un coulissement longitudinal dans la direction de la flèche F2. Ce déplacement en coulissement est réalisé jusqu'à ce que la languette 50 vienne en regard du logement 46. Dans la position ainsi obtenue (figure 2), l'agrafe 30 vient s'adapter étroitement contre la plaque collectrice 10. La patte inférieure 34 vient en appui contre la paroi de fond 14, l'âme 32 vient en appui contre la paroi externe 16 de la plaque collectrice et la patte supérieure 36 en forme de U vient coiffer le bord terminal 26 de la plaque collectrice. Ensuite, on relâche l'effort de compression (flèche F3), si bien que la portée 22 vient en appui contre le bord terminal 28 de la patte supérieure 36 en forme de U. Pour verrouiller l'agrafe 30 par rapport à la plaque collectrice 10, on exerce une poussée latérale au moyen d'un outil (non représenté) comme représenté par la flèche F4 sur la figure 2. Cette action provoque le basculement de la languette 50 qui pénètre dans le logement 46, dans la région de la branche externe 42, ce qui immobilise l'agrafe en translation. L'agrafe est ainsi assemblée sans sertissage et renforce en même temps la liaison entre la boîte collectrice et la boîte à eau. Le démontage de l'ensemble peut être ainsi facilité. I1 suffit en effet de basculer complètement la languette 50 pour permettre ensuite le coulissement de l'agrafe. Habituellement, la plaque collectrice comprend deux bords longitudinaux parallèles qui coopèrent avec deux parties longitudinales de la portée 22, ce qui permet d'assurer l'assemblage par deux agrafes disposées parallèlement entre elles. On se réfère maintenant à la figure 3 qui montre un échangeur de chaleur assemblé par au moins une agrafe 30 sensiblement analogue à celle des figures 1 et 2. Dans la forme de réalisation de la figure 3, le bord terminal 28 de l'aile supérieure 36 de l'agrafe 30 est crénelé, tandis que le bord terminal 26 de la plaque collectrice 10 est également crénelé. Le bord terminal crénelé 28 de l'aile supérieure 36 comprend une multiplicité de découpes 52 disposées à intervalles réguliers de manière à procurer une multiplicité de dents 54 qui alternent avec les découpes 52. De même, le bord crénelé 26 de la plaque collectrice 10 comprend une multiplicité de découpes 58 disposées à intervalles réguliers pour procurer une multiplicité de dents 60 qui alternent avec les découpes. Les dents 54 de l'agrafe 30 ont une largeur sensiblement égale à celle des dents 60 de la plaque collectrice. En outre, les dents 54 de l'agrafe 30 ont une largeur inférieure à celle des découpes 58 de la plaque collectrice 10. I1 est à noter également que les découpes 52 de l'agrafe 3G sont formées uniquement dans la branche externe 42 et en partie dans l'arrondi 44 de la patte en U 36, pour ne pas l'affaiblir inutilement. Pour mettre en place l'agrafe 30 de la figure 3, on exerce tout d'abord un effort de compression entre la plaque collectrice et la boîte à eau dans le sens de la flèche F1, comme dans la forme de réalisation précédente. Ensuite, on présente l'agrafe 30 en regard de la plaque collectrice, de manière que les dents 54 de l'agrafe soient en vis-à-vis des découpes 58 de la plaque collectrice 10, et on déplace latéralement l'agrafe 30 en translation dans la direction de la flèche F5 (figure 3) de manière que le bord crénelé de l'agrafe s'introduise au travers du bord crénelé de la plaque collectrice. Ce déplacement est effectué jusqu'à ce que les dents 54 aient dépassé les dents 60. Ensuite, on exerce un déplacement en translation de l'agrafe 30 dans la direction de la flèche F6 (perpendiculairement au déplacement précédent) sur une longueur limitée qui correspond sensiblement à la largeur d'une dent, de manière que les dents 54 de l'agrafe viennent en appui derrière les dents 60 de la plaque collectrice. Ensuite, on relâche la compression comme montré par la flèche F7 de la figure 4. L'agrafe est alors parfaitement maintenue en position. Si l'on souhaite la démonter, il suffit d'exercer un effort de pression entre la plaque collectrice et la boîte à eau puis de déplacer l'agrafe par deux mouvements de translation inverses de ceux utilisés pour l'assemblage. Dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, de même que dans celle des figures 3 et 4, l'agrafe est mise en place sans déformation par un déplacement comprenant au moins un mouvement de translation longitudinal. Dans tous les cas, l'agrafe renforce la liaison entre la plaque collectrice et la boîte à eau et ne nécessite pas l'aménagement d'une gorge sur la portée de la boîte à eau. De plus, l'agrafe peut être facilement enlevée, soit en cas d'intervention sur l'échangeur de chaleur, soit pour son démontage à des fins de recyclage, lorsqu'il est mis au rebut. L'invention s'applique tout particulièrement aux échangeurs de chaleur de véhicules automobiles. Revendications 1.- Dispositif d'assemblage d'une plaque collectrice et d'une boîte à eau d'un échangeur de chaleur, comprenant au moins une agrafe (30) munie d'une aile inférieure (34) propre à prendre appui sous une paroi de fond (14) d'une gorge périphérique (12) de la plaque collectrice (10), une aile supérieure (36) propre à prendre appui sur une portée (22) de la boîte à eau (20) et d'une âme (32) reliant l'aile inférieure (34) et l'aile supérieure (36) et propre à prendre appui contre une paroi externe (16) de la gorge périphérique, tandis qu'un joint d'étanchéité (24) est interposé entre la plaque collectrice (10) et la boîte à eau (20), caractérisé en ce que l'aile supérieure (36) est repliée en forme de U par rapport à l'âme (32) et comporte un bord terminal (28) propre à venir en appui derrière un bord terminal (26) de la paroi externe (16), qui dépasse de la portée (22) de la boîte à eau (20), et en ce que l'aile inférieure (34) est pliée sensiblement à angle droit par rapport à l'âme (32), en sorte que l'agrafe (30) peut être mise en place sans déformation par un déplacement comprenant un coulissement longitudinal (F2; F6). 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agrafe (30) est réalisée sous la forme d'un profilé continu et en ce qu'il comprend un moyen de verrouillage (50) pour maintenir l'agrafe (30) après sa mise en place. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de verrouillage comprend au moins une languette (50) formée par découpe du bord terminal (26) de la paroi externe (16) de la plaque collectrice (10) et propre à être rabattue dans un logement (46) de l'aile supérieure (36), en forme de U, de l'agrafe (30). 4.- Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'aile supérieure (36) en U comprend une branche interne (40) qui prolonge l'âme (32) et qui se rattache à une branche externe (42) par un arrondi (44) et en ce que le logement (46) pour la languette est réalisé sous la forme d'une découpe pratiquée dans la branche interne (40), la branche externe (42) et l'arrondi (44). 5.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bord terminal (28) de l'aile supérieure (36) de l'agrafe (30) est crénelé et en ce que le bord terminal (26) de la paroi externe (16) de la plaque collectrice (10) est crénelé, en sorte que l'agrafe (30) peut être mise en place en outre par la combinaison de deux déplacements en transla- tion perpendiculaire : un premier mouvement (F5) permettant l'introduction du bord crénelé (28) de l'agrafe (30) au travers du bord crénelé (26) de la plaque collectrice (10) et un second mouvement (F6) permettant le coulissement limité de l'agrafe (30) par rapport à la plaque collectrice (10). 6.- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bord crénelé (28) de l'aile supérieure (26) de l'agrafe (30) comprend une multiplicité de découpes (52) pratiquées à intervalles réguliers pour définir une multiplicité de dents (54) qui alternent avec les découpes (52), et en ce que le bord crénelé (26) de la paroi externe (16) de la plaque collectrice (10) comprend une multiplicité de découpes (58) pratiquées à intervalles réguliers pour définir une multiplicité de dents (60) qui alternent avec les découpes (58). 7.- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dents (54) de l'agrafe (30) ont une largeur sensiblement égale à celle des dents (60) de la plaque collectrice (10). 8.- Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les dents (54) de l'agrafe (30) ont une largeur inférieure à celle des découpes (58) de la plaque collectrice (10) pour permettre l'introduction du bord crénelé de l'agrafe (30) au travers du bord crénelé de la plaque collectrice (10). 9.- Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que l'aile en U (36) comprend une branche interne (40) qui prolonge l'âme (32) et qui se rattache à une branche externe (42) par un arrondi (44) et en ce que le bord terminal crénelé (28) de l'aile en U est formé essentiellement dans la branche externe (42). 10.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'âme (32) de l'agrafe (30) est droite et est reliée à l'aile inférieure (34) par un arrondi (38). 11.- Procédé d'assemblage d'une plaque collectrice et d'une boîte à eau d'un échangeur de chaleur, en utilisant au moins une agrafe d'un dispositif d'assemblage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes a) exercer un effort de compression (F1) entre la plaque collectrice (10) et la boîte à eau (20) pour déformer le joint d'étanchéité (24) qui est interposé entre elles; b) mettre en place la ou chaque agrafe (30), sans déformation, par un déplacement comportant au moins un coulissement longitudinal (F2; F6); et c) relâcher l'effort de compression (F3; F7). 12.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, dans l'opération b), on utilise une agrafe d'un dispositif d'assemblage selon l'une des revendications 2 à 4, que l'on met en place par un mouvement de coulissement longitudinal (F2). 13.- Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, dans l'opération b), on utilise une agrafe d'un dispositif d'assemblage selon l'une des revendications 5 à 10 que l'on met en place par un mouvement combiné comprenant un premier mouvement en translation (F5) pour l'introduction du bord crénelé (28) de l'agrafe (30) au travers du bord crénelé (26) de la plaque collectrice (10) et un second mouvement de coulissement limité (F6) de l'agrafe (30) par rapport à la plaque collectrice (10). 14.- Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que l'opération b) comprend la mise en place de deux agrafes longitudinales (30).