Brevet FR2745076A1 — publié le 19970822

Dispositif de boîte à eau et de vase d'expansion pour échangeur de chaleur de véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de boîte à eau et de vase d'expansion pour un échangeur de chaleur, en particulier un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. On connaît déjà, d'après le Brevet français No 92 04857, un dispositif de boîte à eau et de vase d'expansion pour échangeur de chaleur, lequel comprend un réservoir présentant une face ouverte propre à être assemblée à une plaque collectrice, ainsi qu'une cloison amovible présentant un bord périphérique propre à être maintenu en appui étanche contre un bord d'appui périphérique formé à l'intérieur du réservoir, pour diviser ce réservoir en deux compartiments distincts formant respectivement boîte à eau et vase d'expan- sion. Le réservoir forme ainsi un ensemble intégré rassemblant la boîte à eau et le vase d'expansion et il se raccorde, par l'intermédiaire de la plaque collectrice, à une extrémité d'un faisceau de tubes, dont une autre extrémité est raccordée à une autre boîte à eau. Un échangeur de chaleur de ce type est destiné à être parcouru par un liquide, généralement de 1 'eau additionnée d'un antigel, qui circule en circuit fermé pour servir par exemple au refroidissement d'un moteur à combustion interne. Le liquide de refroidissement est lui-même refroidi par échange thermique avec un flux d'air qui balaie le faisceau. Il pénètre dans le compartiment boîte à eau du réservoir pour gagner ensuite l'autre boîte à eau. Le compartiment formant vase d'expansion, oui est placé au-dessus du compartiment formant boîte à eau, est destiné à absorber les variations de volume du liquide de refroidissement en fonction de la température et à rassembler les bulles d'air et de gaz éventuellement présentes dans le circuit, de manière à éviter la formation de points chauds sur la culasse du moteur. Un conduit de dégazage faisant communiquer les deux compartiments du réservoir est prévu à cet effet. Dans le dispositif du Brevet français précité, l'étanchéité du raccordement entre le bord périphérique de la cloison amovible et le bord d'appui périphérique du réservoir résulte uniquement de la force d'appui exercée par les moyens de fixation de la cloison amovible qui, dans l'exemple de réalisation, sont formés par au moins une entretoise munie de moyens d'encliquetage. En dépit de la force d'appui ainsi exercée, il peut arriver que, sous l'effet de différences de pression importantes entre les deux compartiments du réservoir, la cloison s'écarte néanmoins de sa position d'appui, si bien que l'étanchéité du raccordement n'est plus assurée. L'invention a notamment pour but de surmonter un tel inconvénient. Elle propose en conséquence un dispositif de boîte à eau et de vase d'expansion pour échangeur de chaleur, du type défini en introduction, dans lequel la cloison amovible comporte au moins une nervure en saillie tournée du côté du compartiment formant vase d'expansion, et s'étendant à proximité immédiate du bord périphérique de la cloison, et sur une partie au moins de l'étendue de ce bord périphérique, cette nervure étant propre à venir en appui latéral contre une face interne du réservoir. I1 en résulte que, même si la cloison tend à s'écarter de sa position d'appui, la nervure reste toujours en appui latéral contre la face interne du réservoir, ce qui garantit l'étanchéité. Dans la plupart des échangeurs de chaleur, la cloison amovible a un contcur de forme générale rectangulaire délimitée par deux grands côtés et deux petits côtés. Selon l'invention, on prévoit deux nervures en saillie qui s'étendent respectivement à proximité des deux grands côtés de la cloison amovible. En effet, dans la plupart des cas, il n'est pas nécessaire de prévoir de nervures près des petits côtés de la cloison. L'invention s'applique en particulier à un dispositif dans lequel le bord d'appui périphérique du réservoir est formé par un épaulement raccordant deux parties étagées de la face interne du réservoir. Conformément à l'invention, la nervure est située à une distance du bord périphérique de la cloison transversale qui correspond sensiblement à la profondeur de l'épaulement. La nervure a avantageusement une section de forme générale rectangulaire. L'invention s'applique en particulier à un dispositif dans lequel le réservoir comprend au moins une cloison transversale partielle en forme de TJ qui présente deux branches ayant des parties d'extrémité servant d'appui à la cloison amovible. Selon 1invention, on prévoit alors que chaque partie d'extrémité comporte une découpe pour le maintien de la nervure. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, le dispositif comprend au moins une entretoise munie de moyens d'encliquetage pour relier la cloison amovible à une paroi de fond du réservoir, disposée à l'appui de la face ouverte. Cependant, d'autres moyens de fixation peuvent être envisageables. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif de boîte à eau et de vase d'expansion selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe, à échelle agrandie, selon la ligne II-II de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe, à échelle agrandie, selon la ligne III-III de la figure 1; et - la figure 4 est un détail, à échelle agrandie, de la figure 3. Le dispositif représenté aux figures 1 à 4 comprend un réservoir 10 réalisé d'une seule pièce par moulage d'une matière plastique et comprenant deux grandes faces opposées 12 et 14 et deux petites faces opposées 16 et 18, ces quatre faces étant reliées par une paroi de fond 20. Cette dernière comprend elle-même une partie principale 22 en forme de dôme à section droite semi-circulaire (figures 2 et 3) qui se raccorde aux côtés 16 et 18 respectivement par deux flans inclinés 24 et 26 faisant également partie de la paroi de fond. Les faces 12, 14, 16 et 18 aboutissent à un rebord périphérique 28 de contour général rectangulaire délimitant une face ouverte 30 en vue de l'assemblage du réservoir 10 à une plaque collectrice 32 (représentée en traits fantômes sur les figures 2 et 3). Cette plaque collectrice comporte une multiplicité de trous pour le montage étanche d'une multiplicité de tubes 34 (également représentés en traits fantômes) formant faisceau. Le dispositif comprend en outre une cloison interne 46 qui s'étend sur toute la longueur et sur toute la largeur du réservoir 10 pour le diviser en deux compartiments distincts : un compartiment inférieur 38 formant boîte à eau et disposé du côté de la plaque collectrice 32, et un compartiment supérieur 40 formant vase d'expansion et disposé du côté de la paroi de fond 20. Le réservoir 10 comprend une tubulure 42 dépendant de la face 12 et située, dans l'exemple, sensiblement en son milieu, cette tubulure débouchant dans le compartiment 38 pour permettre l'admission d'un liquide de refroidissement. Le réservoir 10 comprend en outre une embase de remplissage 44 rattachée à la paroi de fond 20 et communiquant avec le compartiment 40. La cloison 36 présente un bord périphérique 46 de contour généralement rectangulaire, propre à prendre appui, de façon étanche, contre un bord d'appui périphérique 48 du réservoir. Ce bord d'appui 48 est constitué par un épaulement venu de moulage et s'étendant sur toute la longueur des faces 12, 14, 16 et 18. Ainsi, lorsque la cloison 36 est introduite à l'intérieur du réservoir, à partir de sa face ouverte 30, une liaison étanche est obtenue entre le bord périphérique 46 et le bord d'appui 48 avec interposition, le cas échéant, d'un joint d'étanchéité. I1 est à noter que le bord périphérique 46 présente une partie incurvée 50 propre à coopérer avec une partie incurvée homologue 52 du bord d'appui 48 dans la région de la tubulure 42, de manière que cette dernière débouche dans le compartiment 38 (figure 2). Une entretoise principale 54 est formée en saillie sur une région médiane de la cloison 36. Cette entretoise 54 s'étend dans une direction sensiblement perpendiculaire à celle de la face ouverte 30 et elle se termine par une tête denclique- tage 56 propre à être introduite en force dans un manchon 58 de forme adaptée qui dépend de la paroi de fond 20 (figure 2). Ce manchon 58 est formé en saillie à partir de la paroi de fond 20 et s'étend dans une direction généralement perpendiculaire à la face ouverte 30. Le dispositif comprend en outre deux entretoises secondaires 60 et 62 (figure 1) rattachées à la paroi de fond 20 du réservoir et terminées chacune par des têtes d'encliquetage (non représentées sur le dessin), propres à coopérer avec des manchons appropriés (non représentés) dépendant de la paroi de fond 20. La cloison 36 est munie, à l'une de ses extrémités, de deux pattes espacées 64 (figure 1) propres à prendre appui perpendiculairement contre la plaque collectrice 32 après assemblage de cette dernière avec le réservoir 10. En outre, la cloison 36 comporte, à son autre extrémité, deux autres pattes analogues 66 (figure 1) propres à prendre appui contre la plaque collectrice 32. Les pattes 64 et 66 contribuent au maintien en position de la cloison en permettant un appui du bord 46 de la cloison contre le bord périphérique 48 du réservoir. De plus, la cloison 36 comporte un conduit de dégazage 68, venu de moulage avec elle, et propre à établir une communication entre la tubulure d'admission 42 et le compartiment 40. Le conduit 68 a une forme coudée et il comporte une première branche 70 débouchant dans la partie supérieure de la tubulure 42 et une seconde branche 72 s'étendant perpendiculairement à la branche 70 et débouchant au sommet du compartiment 40. Le conduit de dégazage 68 est destiné à piéger les bulles d'air ou de gaz sur le point de pénétrer dans le compartiment 38, afin de les évacuer vers le compartiment 40. Le dispositif de boîte à eau et de vase d'expansion, tel qu'il vient d'être décrit jusqu'à présent, est généralement connu d'après le Brevet français No 92 04857 déja cité. Dans un tel dispositif, la cloison 36 se trouve maintenue efficacement à l'intérieur du réservoir 10, grâce aux entretoises 54, 60 et 62, et elle peut ainsi résister aux différences de pression importantes pouvant apparaître entre les compartiments 38 et 40. Il peut cependant arriver que, dans des conditions extrêmes de fonctionnement, le bord périphérique 46 de la cloison 36 s'écarte légèrement du bord d'appui périphérique 48, ce qui peut occasionner une perte d'étanchéité au niveau du raccordement. Pour surmonter cet inconvénient, l'invention prévoit que la cloison amovible 36 comporte deux nervures en saillie 74 et 76 (figures 2 et 3) tournées toutes deux du côté du compartiment 40 formant vase d'expansion. Les nervures 74 et 76 s'étendent à proximité immédiate du bord périphérique 46 de la cloison 36, respectivement le long des deux grands côtés, ou côtés longitudinaux, de la cloison 36. En principe, il n'est pas nécessaire de prévoir une nervure le long des deux petits côtés, ou côtés transversaux, de la cloison 36. Les nervures 74 et 76 sont propres à venir en appui latéral contre des parties respectives 78 et 80 de face interne du réservoir, qui se situent du côté du compartiment 40 formant vase d'expansion. Chacune des nervures 74 et 76 a une section de forme générale rectangulaire et est située à une distance du bord périphérique 46 de la cloison transversale 36, qui correspond sensiblement à la hauteur ou profondeur de l'épaulement du bord d'appui 48. Cet épaulement forme un décrochement entre les parties de face interne 78, respectivement 80, du côté du compartiment 40, et d'autres parties de face interne 82, respectivement 84, du côté du compartiment 38 (figure 3). Les parties 78 et 82, d'une part, et les parties 80 et 84, d'autre part, sont étagées et contribuent ainsi à définir l'épaulement du bord d'appui 48. Par conséquent, si, dans des conditions extrêmes, le bord périphérique 46 de la cloison 36 venait à s'écarter quelque peu du bord d'appui 48, la nervure 74 ou 76 resterait toujours en appui contre la face interne 78 ou 80 en garantissant l'étanchéité. Le réservoir 10 comprend en outre au moins une cloison transversale partielle 86 en forme de U (figure 3) qui présente deux branches 88, 90 ayant des parties d'extrémité respectives 92, 94 servant d'appui à la cloison amovible 36. Chacun des parties d'extrémité 92 et 94 comporte une découpe pour le passage de la nervure. Ainsi, la partie d'extrémité 94 comporte une découpe 96, de forme générale rectangulaire, que l'on voit mieux sur la figure 4. Ces cloisons transversales en U forment des arches qui contribuent, d'une part, à la rigidification du réservoir 10 et, d'autre part, à l'appui et au maintien de la cloison 36 dans la position requise. De plus, en cas d'expansion du réservoir 10, la coopération des nervures 74, 76 avec les découpes 96 fera en sorte de limiter cette expansion du fait que la cloison 36 servira d'entretoise. Le dispositif de l'invention convient tout particulièrement à la fabrication d'échangeurs de chaleur pour le refroidissement de moteurs à combustion interne, en particulier de moteurs diesel. Revendications 1.- Dispositif de boîte à eau et de vase d'expansion pour échangeur de chaleur, comprenant un réservoir (10) présentant une face ouverte (30) propre à être assemblée à une plaque collectrice (32), ainsi qu'une cloison amovible (36) présentant un bord périphérique (46) propre à être maintenue en appui étanche contre un bord d'appui périphérique (48) formé à l'intérieur du réservoir, pour diviser le réservoir en deux compartiments distincts (38, 40) formant respectivement boîte à eau et vase d'expansion, caractérisé en ce que la cloison amovible (36) comporte au moins une nervure en saillie (74, 76) tournée du côté du compartiment (40) formant vase d'expansion, et s'étendant à proximité immédiate du bord périphérique (46) de la cloison, et sur une partie au moins de l'étendue de ce bord périphérique, cette nervure (74, 76) étant propre à venir en appui latéral contre une face interne (78, 80) du réservoir (10). 2.- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la cloison amovible (36) a un contour de forme générale rectangulaire délimité par deux grands côtés et deux petits côtés, caractérisé en ce qu'il comprend deux nervures en saillie (74, 76) s'étendant respectivement à proximité des deux grands côtés de la cloison amovible (36). 3.- Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le bord d'appui périphérique (48) du réservoir (10) est formé par un épaulement raccordant deux parties étagées (78, 82; 80, 84) de la face interne du réservoir, caractérisé en ce que la nervure (74, 76) est située à une distance du bord périphérique (46) de la cloison transversale (36) qui correspond sensiblement à la profondeur de l'épaulement. 4.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la nervure (74, 76) a une section de forme générale rectangulaire. 5.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le réservoir (10) comprend au moins une cloison transversale partielle (86) en forme de U qui présente deux branches (88, 90) ayant des parties d'extrémité (92, 94) servant d'appui à la cloison amovible (36), caractérisé en ce que chaque partie d'extrémité (92, 94) comporte une découpe (96) pour le passage de la nervure (74, 76). 6.- Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une entretoise (64, 60, 62) munie de moyens d'encliquetage (56, 64) pour relier la cloison amovible (36) à une paroi de fond (20) du réservoir (10), disposée à l'opposé de la face ouverte (30).