Brevet FR2779220A1 — publié le 19991203

Ensemble d'échangeurs de chaleur cour véhicule automobile L'invention se rapporte à un ensemble d'échangeurs de chaleur pour véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un ensemble d'échangeurs de chaleur comprenant un échangeur principal ayant un corps monté entre deux boites collectrices, auquel est assemblé au moins un échangeur secondaire ayant un corps monté entre deux boîtes collectrices, de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs. Il est déjà connu d'assembler sur un échangeur principal, tel qu'un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, un ou plusieurs échangeurs secondaires afin de constituer un ensemble, encore appelé module, prêt à être installé dans le véhicule. Cet échangeur secondaire est constitué le plus souvent d'un refroidisseur d'air de suralimentation du moteur ou d'un condenseur de climatisa- tion. Dans le module ainsi formé, l'échangeur secondaire peut être disposé, selon le cas, soit en amont soit en aval de l'échan- geur principal, par rapport au sens de circulation du flux d'air qui traverse les corps respectifs des échangeurs. L'assemblage du ou des échangeurs secondaires sur l'échangeur principal est obtenu généralement par l'intermédiaire de pattes solidaires de l'échangeur secondaire et de vis introduites dans les boites collectrices de l'échangeur principal. Ces pattes peuvent être réalisées en matière plastique et venues de moulage avec l'échangeur secondaire, soit être métalliques et brasées sur l'échangeur secondaire. Habituellement, la fixation de ces pattes est obtenue par des vis autotaraudeuses introduites dans des plots ou bossages que comportent les boîtes collectrices de l'échangeur principal. Un tel assemblage par vis constitue une opération coûteuse et peu compatible avec les cadences élevées imposées par les chaînes d'assemblage de l'industrie automobile. De plus, le démontage des échangeurs en cas d'intervention sur le véhicule est souvent rendu difficile. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- nients précités. Elle propose à cet effet un ensemble d'échangeur du type défini en introduction, dans lequel chacune des boîtes collectrices de l'échangeur principal est munie, à une extrémité, d'une embase en saillie formant logement de réception pour un pion de l'échangeur secondaire et, à une autre extrémité, d'une patte en saillie sur laquelle peut s'encliqueter une attache fixée de manière amovible sur l'échangeur secondaire. Ainsi, l'assemblage des échangeurs s'effectue par de simples opérations d'emboîtement et d'encliquetage sans qu'il soit nécessaire de faire appel à des vis et à des outils particu- liers. Le montage des échangeurs, de même que leur démontage éventuel, en sont donc grandement facilités. D'autres caractéristiques complémentaires ou alternatives de l'invention sont énoncées ci-après: - l'une des embases définit un logement de forme conjuguée de celle d'un pion, alors que l'autre embase définit un logement offrant un jeu pour le montage de l'autre pion. - Chacune des boîtes collectrices de l'échangeur principal est équipée d'une embase à une extrémité inférieure et d'une patte à une extrémité supérieure. - Chacune des boîtes collectrices de l'échangeur principal, ainsi que son embase et sa patte, sont réalisées d'une seule pièce par moulage, en particulier d'une matière plastique. - Chacun des pions est formé à une extrémité d'une boîte collectrice de l'échangeur secondaire. - Chacun des pions est formé en saillie à une extrémité inférieure d'une boîte collectrice de l'échangeur secondaire. - Chacun des pions est formé directement par une extrémité inférieure d'une boîte collectrice de l'échangeur secondaire. - Chacune des attaches comporte une première partie propre à être encliquetée dans une patte de l'échangeur principal et une deuxième partie munie d'un logement dans lequel peut être emmanché un autre pion de l'échangeur secondaire. - Cet autre pion est rattaché à une extrémité supérieure d'une boîte collectrice de l'échangeur secondaire. - Cet autre pion est formé directement par une extrémité supérieure d'une boîte collectrice de l'échangeur secondaire. - L'échangeur secondaire est lui-même équipé de deux embases analogues à celles de l'échangeur principal et de deux pattes analogues à celles de l'échangeur principal, ce qui permet d'assembler un premier échangeur secondaire sur l'échangeur principal et, le cas échéant, un deuxième échangeur secon- daire sur le premier échangeur secondaire. - L'échangeur principal est un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, tandis que l'échangeur secondaire est un refroidisseur d'air de suralimentation du moteur ou un condenseur de climatisation. - Le refroidisseur d'air de suralimentation est équipé de deux embases et de deux pattes, ce qui permet de l'assembler directement sur le radiateur de refroidissement et d'assem- bler un condenseur sur ce refroidisseur d'air de suralimenta- tion. Dans la description qui suit faite seulement à titre d'exem- ple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue partielle en perspective d'un ensemble d'échangeurs de chaleur selon l'invention comprenant un échangeur principal sur lequel sont assemblés deux échangeurs secondaires; - la figure 2 est une autre vue partielle en perspective de l'ensemble de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'un ensemble comprenant un échangeur principal et un échangeur secondai- re; - la figure 4 est une autre vue partielle en perspective et à échelle agrandie de l'ensemble de la figure 3; et - la figure 5 est une vue partielle en perspective d'un autre ensemble comprenant un échangeur principal et un échangeur secondaire. On se réfère tout d'abord aux figures 1 et 2 qui montrent un ensemble 10 composé de trois échangeurs de chaleur: un échangeur principal 12, un premier échangeur secondaire 14 assemblé sur l'échangeur 12, et un deuxième échangeur secondaire 16 assemblé sur l'échangeur 14. Dans l'exemple, l'échangeur 12 est un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, l'échangeur 14 un refroidis- seur d'air de suralimentation du moteur et l'échangeur 16 un condenseur de climatisation. L'échangeur principal 12 comprend un corps ou faisceau 18 monté entre deux boîtes collectrices 20 et 22, toutes deux réalisées par moulage d'une matière plastique. La boite collectrice 22 comporte deux tubulures 24 et 26 servant à l'entrée et à la sortie du liquide de refroidissement du moteur. L'échangeur secondaire 14 comprend un corps ou faisceau 28 monté entre deux boites collectrices 30 et 32 réalisées par moulage d'une matière plastique. Ces deux boîtes sont munies respectivement de deux tubulures 34 et 36 servant à l'entrée et la sortie d'un flux d'air comprimé destiné à la suralimen- tation du moteur. L'échangeur secondaire 16 comprend un corps ou faisceau 38 monté entre deux boîtes collectrices 40 et 42 réalisées en métal et présentant une configuration cylindrique. La boîte collectrice 40 est munie de deux embouts 44 et 46 qui constituent des tubulures pour l'entrée et la sortie d'un fluide frigorigène circulant dans un circuit de climatisa- tion. Les corps ou faisceaux 38, 28 et 18 sont propres à être traversés, dans cet ordre, par un flux d'air F produit par la vitesse du véhicule et/ou par un ou plusieurs groupes moto- ventilateurs appropriés. Conformément à l'invention, des moyens sont prévus pour assembler les échangeurs 12, 14 et 16 par l'intermédiaire de leurs boites collectrices respectives. Avec les boîtes collectrices 20 et 22 de l'échangeur princi- pal 12 sont venues de moulage des embases respectives 48 et 50 formant saillie latéralement. Ces embases délimitent des logements de réception pour des pions respectifs 52, 54 formés respectivement en saillie à l'extrémité inférieure de la boîte collectrice 30 et à celle de la boîte collectrice 32 de l'échangeur secondaire 14. Ces pions ont sensiblement la même forme générale cylindrique et le même espacement que les extrémités inférieures 56 et 58 des boîtes collectrices 40 et 42 de l'échangeur secondaire 16. L'embase 48 (figures 1 et 4) comporte une cuvette 60 ratta- chée à la boîte collectrice 20 par une patte latérale 62. Cette cuvette 60 est étroitement adaptée à la forme cylindri- que du pion 52. De même, l'embase 50 (figure 2) comporte une cuvette 64 destinée à recevoir le pion 54 et rattachée à la boîte collectrice 22 par une patte latérale 66. Toutefois, la cuvette 64 comporte un contour plus élargi pour permettre d'accueillir le pion 54 en dépit des variations dimensionnel- les des échangeurs. En outre, avec les boîtes collectrices 20 et 22 sont venues de moulage, en partie supérieure, des pattes respectives 68 et 70 formées en saillie. Sur chacune de ces pattes peut s'encliqueter une attache 72 respectivement 74 susceptible d'être fixée de manière amovible sur l'échangeur secondaire 14. Chacune de ces attaches, par exemple l'attache 72, comprend une première partie 76 propre à s'encliqueter dans la patte 68 et une deuxième partie 78 délimitant un logement circulaire 80 propre à recevoir un pion cylindrique 82 rattaché à la boîte collectrice 30 de l'échangeur 14 par une patte latérale 84 (figure 1). De façon correspondante, l'attache 74 définit un logement pour un pion cylindrique 86 rattaché à la boite collectrice 32 par une patte 88. Les pions 82 et 86 sont venus de moulage avec les boîtes collectrices 30 et 32 dont ils dépendent. Les pions 82 et 86 ont sensiblement la même configuration que les extrémités supérieures respectives 90 et 92 des boites collectrices 40 et 42. Ainsi, pour assembler l'échangeur secondaire 14 sur l'échan- geur principal 12, il suffit d'engager les pions 52 et 54 dans les embases 48 et 50 en disposant les deux échangeurs dans une position parallèle. Ensuite, il suffit de mettre en place les deux attaches 72 et 74 par de simples opérations d'emboîtement et d'encliquetage. Comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, l'échangeur secondaire 14 est muni en partie inférieure de deux embases 94 et 96 analogues aux embases 48 et 50 de l'échangeur 12 et présentant le même espacement. De plus, cet échangeur 14 comporte en partie supérieure deux pattes 98 et 100 présen- tant les mêmes configurations que les pattes 68 et 70 de l'échangeur 12. L'embase 94 et la patte 98 sont venues de moulage avec la boîte collectrice 30, alors que l'embase 96 et la patte 100 sont venues de moulage avec la boîte collec- trice 32. Il en résulte que l'échangeur 16 peut être assemblé sur l'échangeur 14 d'une façon analogue en emboîtant les extrémi- tés 56 et 58 des boîtes collectrices 40 et 42 dans les embases 94 et 96. Ensuite, il suffit de maintenir l'échangeur 16 en partie supérieure par des attaches 102 et 104 analogues aux attaches 72 et 74. On comprendra que les échangeurs 14 et 16 sont ainsi inter- changeables ce qui permet en variante, comme montré à la figure 3, d'assembler directement l'échangeur secondaire 16 (condenseur) sur l'échangeur principal 12 (radiateur) dans le cas o le véhicule ne nécessite pas de refroidisseur d'air de suralimentation. La figure 4 montre un détail de l'assemblage de l'ensemble de la figure 3. On peut voir que l'embase 48 reçoit l'extrémité inférieure 56 de l'échangeur 16. Par ailleurs, la boîte collectrice 20 de l'échangeur 12 comporte en partie infé- rieure une broche 106 permettant le montage de l'échangeur 12, et donc de l'ensemble 10, sur la structure (non représen- tée) du véhicule. Dans la variante de réalisation de la figure 5, à laquelle on se réfère maintenant, l'échangeur secondaire 16 est également assemblé directement sur l'échangeur principal 12. La boîte collectrice 42 de l'échangeur 16 est rattachée à un réservoir 48 de forme générale cylindrique qui s'étend verticalement. Dans cette forme de réalisation, la fixation s'effectue par une attache 110 qui diffère quelque peu de l'attache 74 décrite précédemment. Cette attache comporte une première partie 112 munie d'un pion 114 et d'une patte élastique 116 propres à coopérer avec une patte 118 de l'échangeur 12, et une deuxième partie 120 susceptible de s'emboîter directement sur l'extrémité supérieure de la boîte collectrice 42. Ainsi, conformément à l'invention, il est possible de réaliser plusieurs ensembles différents: échangeur 12 + échangeur 14; échangeur 12 + échangeur 16; échangeur 12 + échangeur 14 + échangeur 16. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation donnés précédemment et s'étend à d'autres variantes. Il est possible notamment de prévoir que chacune des boîtes collectrices de l'échangeur principal comporte une nervure longitudinale propre à venir en appui étanche contre une boîte collectrice d'un échangeur secondaire assemblé sur l'échangeur principal. Revendications 1. Ensemble d'échangeurs de chaleur, comprenant un échan- geur principal (12) ayant un corps (18) monté entre deux boîtes collectrices (20, 22), auquel est assemblé au moins un échangeur secondaire (14; 16) ayant un corps (28; 38) monté entre deux boîtes collectrices (30, 32; 40, 42) de sorte qu'un même flux d'air (F) puisse traverser les corps respec- tifs desdits échangeurs, caractérisé en ce que chacune des boîtes collectrices (20, 22) de l'échangeur principal (12) est munie, à une extrémité, d'une embase en saillie (48, 50) formant logement de récep- tion pour un pion (52, 54; 56, 58) de l'échangeur secondaire (14; 16) et, à une autre extrémité, d'une patte en saillie (68, 70; 98, 100) sur laquelle peut s'encliqueter une attache (72, 74; 102, 104) fixée de manière amovible sur l'échangeur secondaire (14; 16). 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une (48) des embases définit un logement de forme conjuguée de celle d'un pion, alors que l'autre embase (50) définit un logement offrant un jeu pour le montage de l'autre pion. 3. Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caracté- risé en ce que chacune des boîtes collectrices (20, 22) de l'échangeur principal (12) est équipée d'une embase (48, 50) à une extrémité inférieure et d'une patte (68, 70) à une extrémité supérieure. 4. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caracté- risé en ce que chacune des boîtes collectrices (20, 22) de l'échangeur principal (12) ainsi que son embase (48, 50) et sa patte (68, 70) sont réalisées d'une seule pièce par moulage, en particulier d'une matière plastique. 5. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caracté- risé en ce que chacun des pions (52, 54; 56, 58) est formé à une extrémité d'une boîte collectrice (30, 32; 40, 42) de l'échangeur secondaire (14; 16) 6. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun des pions (52, 54) est formé en saillie à une extré- mité inférieure d'une boîte collectrice (30, 32) de l'échan- geur secondaire (14). 7. Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce que chacun des pions (56, 58) est formé directement par une extrémité inférieure d'une boîte collectrice (40, 42) de l'échangeur secondaire (16). 8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caracté- risé en ce que chacune des attaches (72, 74) comporte une première partie propre à être encliquetée dans une patte (68, ) de l'échangeur principal et une deuxième partie munie d'un logement dans lequel peut être emmanché un autre pion (82, 86; 90, 92) de l'échangeur secondaire (14; 16). 9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que cet autre pion (82, 86) est rattaché à une extrémité supé- rieure d'une boîte collectrice (30, 32) de l'échangeur secondaire (14). 10. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que cet autre pion (90, 92) est formé directement par une extrémité supérieure d'une boîte collectrice (40, 42) de l'échangeur secondaire (16). 11. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 10, caracté- risé en ce que l'échangeur secondaire (14) est lui-même équipé de deux embases (94, 96) analogues à celles de l'échangeur principal (12) et de deux pattes (98, 100) analogues à celles de l'échangeur principal, ce qui permet d'assembler un premier échangeur secondaire (14) sur l'échan- geur principal (12) et, le cas échéant, un deuxième échangeur secondaire (16) sur le premier échangeur secondaire (14). 12. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 11, caracté- risé en ce que l'échangeur principal (12) est un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, tandis que l'échangeur secondaire est un refroidisseur d'air de suralimentation du moteur (14) ou un condenseur de climatisa- tion (16). 13. Ensemble selon la revendication 12, caractérisé en ce que le refroidisseur d'air de suralimentation (14) est équipé de deux pattes (84, 88), ce qui permet de l'assembler directement sur le radiateur de refroidissement (12) et d'assembler un condenseur de climatisation (16) sur ce refroidisseur d'air de suralimentation.