Brevet FR2735855A1 — publié le 19961227

Procédé d'assemblaae d'un sous-ensemble d'échangeur de chaleur L'invention concerne un procédé d'assemblage d'un sousensemble d'échangeur de chaleur, notamment pour un circuit de refroidissement, de chauffage ou de climatisation dans un véhicule automobile, ce sous-ensemble comprenant un bloc rigide de tubes et d'ailettes dans lequel les tubes s'étendent dans une même direction pour la circulation d'un fluide, deux plaques collectrices situées respectivement aux deux extrémités du bloc et présentant des orifices pour recevoir les extrémités de chacune tube du bloc, et deux traverses s'étendant sensiblement parallèlement auxdits tubes, de part et d'autre du bloc, chacune de l'une à l'autre des plaques collectrices, procédé dans lequel on immobilise provisoirement les composants du sous-ensemble par des moyens mécaniques, puis on complète l'assemblage par brasage. Dans un procédé connu de ce genre, l'immobilisation provisoire est réalisée en attachant les composants au moyen d'un fil métallique. Ce procédé est technologiquement peu satisfaisant, et nécessite des opérations supplémentaires pour retirer le fil après brasage. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. L'invention vise notamment un procédé du genre défini en introduction, et prévoit que l'immobilisation mécanique provisoire est réalisée par coopération de forme entre chacune des plaques collectrices et chacune des traverses. Des caractéristiques optionnelles de l'invention, complémentaires ou alternatives, sont énoncées ci-après - Chaque traverse présente à chacune de ses extrémités une saillie qui s'engage dans une ouverture de la plaque collectrice correspondante, par un mouvement relatif de translation des plaques collectrices lune vers l'autre, et la plaque collectrice présente un élément de blocage qui est déplacé transversalement à la direction des tubes pour s'engager dans un évidement de la traverse et empêcher la poursuite ou l'inversion dudit mouvement relatif lorsque la position relative souhaitée est atteinte. - La traverse est réalisée à partir d'une tôle découpée et pliée et ladite saillie est une languette découpée dans ladite tôle et traversée par ledit évidement. - La plaque collectrice est réalisée à partir d'une tôle découpée et pliée et ladite ouverture traverse une patte découpée dans ladite tôle. - La plaque collectrice est en forme de cuvette et la patte fait saillie latéralement à partir du bord de la cuvette. - Ledit élément de blocage est un pontet étroit délimité par le bord de la patte et par l'ouverture, qui est déformé en direction de cette dernière sous l'action d'un outil. - La traverse présente au moins un élément de butée pour la patte, adjacent à la languette, pour interrompre ledit mouvement relatif. L'invention a également pour objet un sous-ensemble d'échangeur de chaleur assemblé ou propre à être assemblé par le procédé tel que défini ci-dessus, ainsi qu'une plaque collectrice et une traverse propres à faire partie d'un tel sous-ensemble, et un échangeur de chaleur comprenant celuici. Le sous-ensemble selon l'invention comprend un bloc rigide de tubes et d'ailettes dans lequel les tubes s'étendent dans une même direction pour la circulation d'un fluide, deux plaques collectrices situées respectivement aux deux extrémités du bloc et présentant des orifices pour recevoir les extrémités de chaque tube du bloc, et deux traverses s'étendant sensiblement parallèlement auxdits tubes, de part et d'autre du bloc, chacune de l'une à l'autre des plaques collectrices, chaque traverse présentant à chacune de ses extrémités une saillie propre à s'engager dans une ouverture de la plaque collectrice correspondante, par un mouvement relatif de translation des plaques collectrices l'une vers l'autre, et la plaque collectrice présentant un élément de blocage propre à se déplacer transversalement à la direction des tubes pour s'engager dans un évidement de la traverse et empêcher la poursuite ou l'inversion dudit mouvement relatif lorsque la position relative souhaitée est atteinte. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront exposés plus en détail dans la description ci-après, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue schématique en élévation d'un échangeur de chaleur comprenant un sous-ensemble selon l'invention; - la figure 2 est une vue partielle en perspective montrant les éléments d'une plaque collectrice et d'une traverse destinées à coopérer mutuellement pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; et - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, montrant la plaque collectrice et la traverse mutuellement immobilisées. L'échangeur de chaleur illustré schématiquement à la figure 1 comprend de façon connue un sous-ensemble 1 composé d'un bloc rigide de tubes et d'ailettes 2 ayant la forme générale d'un parallélépipède rectangle et présentant deux faces principales tournées vers lavant et vers l'arrière de la figure, deux plaques collectrices 3 et 4 situées respectivement sur les faces supérieure et inférieure du bloc, et deux traverses 5 et 6 recouvrant respectivement les faces gauche et droite du bloc, comme vu sur la figure 1. Le bloc 2 comporte des tubes verticaux pour la circulation d'un fluide qui doit échanger de la chaleur avec un courant d'air traversant le bloc d'avant en arrière ou inversement. A chacune de ses extrémités, chaque tube traverse une ouverture ménagée dans la plaque collectrice correspondante.Les ailettes du bloc, représentées ici sous la forme de plaques ondulées mutuellement empilées, en alternance avec les tubes, de l'une à l'autre des traverses, et venant en contact avec les tubes par leur crête d'ondulation, servent à la fois à maintenir l'écartement mutuel des tubes et à augmenter la surface d'échange thermique avec le courant d'air. Dans l'échangeur de chaleur terminé, chaque plaque collectrice 3, 4 est associée à une boîte à fluide 7, 8 pour définir au moins une chambre pour le fluide communiquant avec l'ensemble des tubes, le fluide pouvant ainsi circuler d'une boîte à fluide à l'autre à travers les tubes. De façon connue également, comme cela est mieux visible sur la figure 2, chaque plaque collectrice 3, 4 présente la forme générale d'une cuvette comportant un fond 10 sensiblement rectangulaire dans lequel sont ménagées les ouvertures de passage des tubes, et un bord périphérique sensiblement perpendiculaire au plan du fond et définissant deux parois latérales 11 et deux parois d'extrémités 12. Chacune des traverses 5, 6 présente un fond 13 sensiblement plan s'appliquant sur la face correspondante du bloc 2, et deux bords latéraux repliés 14 tournés à l'opposé de celui-ci pour rigidifier la traverse. Dans le même but, une nervure emboutie 15 peut être formée à mi-largeur du fond, vers l'extérieur par rapport au bloc. Selon l'invention, chaque paroi d'extrémité 12 de chaque plaque collectrice se prolonge, sensiblement à mi-largeur de la plaque, par une patte 16 repliée vers l'extérieur de la cuvette, sensiblement dans un plan parallèle au fond 10, et percée d'une ouverture 17. L'ouverture 17 a la forme d'un rectangle allongé dans la direction de la largeur de la plaque collectrice et est séparée de l'extrémité libre 18 de la patte par un pontet étroit de matière 19. Chaque traverse 5, 6 présente à chacune de ses extrémités une languette 20 faisant saillie dans la direction longitudinale de la traverse dans le prolongement du fond 13.La languette 20 possède une section transversale correspondant, à un léger jeu près, au contour de l'ouverture 17, et est également traversée par une ouverture rectangulaire 21 allongée parallèlement à l'ouverture 17, et dont la largeur est sensiblement égale à l'épaisseur de la patte 16. Lors d'un mouvement, perpendiculairement au fond 10, de chaque plaque collectrice en direction des traverses, la languette 20 pénètre dans l'ouverture 17 jusqu'à ce que la face de la patte 16 tournée vers la traverse vienne en butée sur deux pattes 22 faisant également saillie par rapport au fond 13 de la traverse, de part et d'autre de la largeur de la languette 20, et recourbées à l'opposé du bloc 2. Dans cette position, le pontet 19 se trouve en regard de l'ouverture 21 et peut être déformé au moyen d'un outil pour y pénétrer partiellement comme montré à la figure 3. On obtient ainsi une liaison rigide et irréversible des plaques collectrices et des traverses en quatre endroits 23, 24, 25 et 26 situés respectivement aux quatre angles du cadre rectangulaire formé par celles-ci. Le sous-ensemble ainsi pré-assemblé est ensuite brasé de façon connue par fusion dans un four d'un matériau de brasage recouvrant les surfaces concernées. Le montage de l'échangeur de chaleur est complété par l'assemblage des boîtes à fluide 7 et 8, sur lesquelles peuvent être sertis les bords périphériques des plaques collectrices. Revendications 1. Procédé d'assemblage d'un sous-ensemble (1) d'échangeur de chaleur, notamment pour un circuit de refroidissement, de chauffage ou de climatisation dans un véhicule automobile, ce sous-ensemble comprenant un bloc rigide (2) de tubes et d'ailettes dans lequel les tubes s'étendent dans une même direction pour la circulation d'un fluide, deux plaques collectrices (3, 4) situées respectivement aux deux extrémités du bloc et présentant des orifices pour recevoir les extrémités de chaque tube du bloc, et deux traverses (5, 6) s'étendant sensiblement parallèlement auxdits tubes, de part et d'autre du bloc, chacun de l'une à l'autre des plaques collectrices, procédé dans lequel on immobilise provisoirement les composants du sous-ensemble par des moyens mécaniques, puis on complète l'assemblage par brasage, caractérisé en ce que l'immobilisation mécanique provisoire est réalisée par coopération de forme entre chacune des plaques collectrices (3, 4) et chacune des traverses (5, 6). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque traverse présente à chacune de ses extrémités une saillie (20) qui s'engage dans une ouverture (17) de la plaque collectrice correspondante, par un mouvement relatif de translation des plaques collectrices l'une vers l'autre, et que la plaque collectrice présente un élément de blocage (19) qui est déplacé transversalement à la direction des tubes pour s'engager dans un évidement (21) de la traverse et empêcher la poursuite ou l'inversion dudit mouvement relatif lorsque la position relative souhaitée est atteinte. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la traverse (5, 6) est réalisée à partir d'une tôle découpée et pliée et que ladite saillie est une languette (20) découpée dans ladite tôle et traversée par ledit évidement (21). 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la plaque collectrice (3, 4) est réalisée à partir d'une tôle découpée et pliée et que ladite ouverture (17) traverse une patte (16) découpée dans ladite tôle. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plaque collectrice est en forme de cuvette et que la patte fait saillie latéralement à partir du bord (12) de la cuvette. 6. Procédé selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit élément de blocage est un pontet étroit (19) délimité par le bord (18) de la patte (16) et par l'ouverture (17), qui est déformé en direction de cette dernière sous l'action d'un outil. 7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la traverse (5, 6) présente au moins un élément de butée (22) pour la patte, adjacent à la languette (20), pour interrompre ledit mouvement relatif. 8. Sous-ensemble (1) d'échangeur de chaleur assemblé ou propre à être assemblé par le procédé selon l'une des revendications précédentes, comprenant un bloc rigide (2) de tubes et d'ailettes dans lequel les tubes s'étendent dans une même direction pour la circulation d'un fluide, deux plaques collectrices (3, 4) situées respectivement aux deux extrémités du bloc et présentant des orifices pour recevoir les extrémités de chaque tube du bloc, et deux traverses (5, 6) s'étendant sensiblement parallèlement auxdits tubes, de part et d'autre du bloc, chacune de l'une à l'autre des plaques collectrices, chaque traverse présentant à chacune de ses extrémités une saillie (20) propre à s'engager dans une ouverture (17) de la plaque collectrice correspondante, par un mouvement relatif de translation des plaques collectrices l'une vers l'autre, et la plaque collectrice présentant un élément de blocage (19) propre à se déplacer transversalement à la direction des tubes pour s'engager dans un évidement (21) de la traverse et empêcher la poursuite ou l'inversion dudit mouvement relatif lorsque la position relative souhaitée est atteinte. 9. Plaque collectrice (3, 4) propre à faire partie d'un sous-ensemble selon la revendication 8, présentant sur deux côtés opposés des ouvertures respectives (17) propres chacune à recevoir une saillie (20) d'une traverse (5, 6) par un mouvement relatif perpendiculaire au plan général de la plaque et associées chacune à un élément de blocage (19) propre à se déplacer transversalement à la direction dudit mouvement. 10. Traverse (5, 6) propre à faire partie d'un sous-ensemble selon la revendication 8, présentant à chacune de ses extrémités une saillie (20) propre à s'engager dans une ouverture (17) d'une plaque collectrice (3, 4) par un mouvement relatif de translation dans la direction longitudinale de la traverse, et un évidement (21) propre à recevoir un organe de blocage (19) de la plaque collectrice. 11. Échangeur de chaleur comprenant un sous-ensemble (1) selon la revendication 8 et deux boîtes à fluide (7, 8) associées respectivement aux deux plaques collectrices pour définir des chambres à fluide.