Brevet FR2786560A1 — publié le 20000602

Echangeur de chaleur brasé à boites collectrices emboîtées, en particulier pour véhicule automobile L'invention se rapporte aux échangeurs de chaleur, en particulier pour véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un échangeur de chaleur brasé comprenant un faisceau de tubes et d'ailettes monté entre deux boites collectrices dont chacune résulte de l'assemblage de deux demi-coques emboîtées. On connaît déjà des échangeurs de chaleur de ce type qui sont propres à tre utilisés dans les véhicules automobiles pour constituer par exemple un radiateur de refroidissement du moteur, un radiateur de chauffage de l'habitacle, un évaporateur ou un condenseur de climatisation, etc. Dans les échangeurs de chaleur connus du type précité, les demi-coques, encore appelées demi-boites, sont généralement réalisées par emboutissage d'une tôle métallique et adaptées chaque fois à un échangeur de chaleur d'un type donné. Il en résulte la nécessité de prévoir des outils spécifiques pour l'emboutissage des demi-coques correspondant aux différents types d'échangeurs de chaleur, ce qui augmente le nombre d'outillages et nuit à une standardisation des fabrications. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- nients précités. Elle vise en particulier à procurer un échangeur de chaleur brasé du type précité dont la fabrication peut tre standardisée, en limitant le nombre de composants constituant l'échangeur de chaleur. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel échangeur de chaleur qui peut tre réalisé en différentes dimensions, à partir de composants standard, pour permettre une standardisation de fabrication. C'est encore un but de l'invention de procurer un tel échangeur de chaleur qui peut tre utilisé pour différentes applications dans le domaine des véhicules automobiles. L'invention propose à cet effet un échangeur de chaleur brasé du type défini en introduction, dans lequel les demi-coques sont formées chacune à partir d'un profilé métalliqueà section en U, limité par deux bords longitudinaux d'assem- blage comprenant un bord continu et un bord crénelé muni de dents, les bords continus étant propres à coopérer par emboîtement et les bords crénelés étant propres à coopérer par emboîtement en sorte que leurs dents respectives se superposent deux à deux en délimitant des fentes pour l'introduction des tubes du faisceau. Ainsi, chacune des boites collectrices résulte de l'assem- blage de deux demi-coques formées chacune à partir d'un profilé métallique présentant deux bords d'assemblage. Ce profilé métallique peut tre coupé à longueur en fonction des dimensions souhaitées de l'échangeur de chaleur, ce qui permet une standardisation de fabrication. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les bords continus respectifs des deux demi-coques sont propres à coopérer avec un coincement élastique. Dans un exemple de réalisation, l'un des bords continus est décalé vers l'intérieur de la section du profilé, suivant un profil en baïonnette, tandis que l'autre bord continu est recourbé vers l'intérieur de la section du profilé. Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, les bords crénelés respectifs des deux demi-coques sont propres à coopérer avec un coincement élastique. Dans un exemple de réalisation, l'un des bords crénelés comporte des dents évasées vers l'intérieur et des dents évasées vers l'extérieur propres à s'emboîter respectivement avec des dents évasées vers l'extérieur et avec des dents évasées vers l'intérieur de l'autre bord crénelé. Dans une forme de réalisation préférée, les fentes délimitées entre les dents définissent des ouvertures oblongues pour la réception de tubes plats. L'invention prévoit aussi que les demi-coques d'une mme boite collectrice sont coupées à une longueur choisie au niveau de bords d'extrémité, et que la boite collectrice est fermée par deux joues d'extrémité propres à tre brasées le long des bords d'extrémité des demi-coques. On peut prévoir des joues séparées pour les deux boites collectrices, c'est-à-dire deux joues par boite. Toutefois, dans une forme de réalisation préférée de l'inven- tion, les deux boites collectrices sont fermées par deux joues communes brasées respectivement aux deux extrémités de l'échangeur. Ces joues communes servent en mme temps d'entretoises pour relier les deux boites collectrices entre elles. Selon une autre caractéristique de l'invention, des moyens de maintien sont prévus pour maintenir chacune des joues en une position déterminée en vue du brasage. Dans une forme de réalisation préférée, les moyens de maintien de chaque joue comprennent deux languettes issues chacune d'une demi-coque et propres à s'engager respectivement dans deux découpes formées dans deux régions opposées de la joue. Il en résulte que les joues peuvent tre maintenues sous contrainte pour réaliser un pré-assemblage avant l'opération de brasage. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : -la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un échangeur de chaleur brasé selon l'invention ; -la figure 2 est une vue en perspective normale de l'échangeur de chaleur de la figure 1 ; -la figure 3 est une vue de face de l'échangeur de chaleur de la figure 2 ; -la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3 ; -la figure 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la figure 3 ; et -la figure 6 est une vue à échelle agrandie du détail VI de la figure 5. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente, en vue éclatée, un échangeur de chaleur de type brasé pouvant tre utilisé dans un véhicule automobile. Les différentes pièces composant cet échangeur sont formées en un matériau métallique, avantageusement à base d'aluminium. L'échangeur de chaleur comprend un faisceau 10 formé d'une multiplicité de tubes 12 et d'ailettes 14. Les tubes 12 sont des tubes plats du type"bi-canaux"et les ailettes 14 sont réalisées sous la forme d'intercalaires ondulés. Les tubes 12 sont disposés parallèlement entre eux et comportent des extrémités respectives 16 et 18 propres à tre reçues dans deux boites collectrices 20 et 22 prévues aux deux extrémités du faisceau. La boite collectrice 20 comprend deux demi-coques emboîtées 24 et 26 formées chacune à partir d'un profilé métallique à section en U, coupé à longueur voulue. De mme, la boite collectrice 22 comprend deux demi-coques 28 et 30 formées chacune à partir d'un profilé métallique à section U, coupé longueur voulue. La demi-coque 24 est limitée par deux bords longitudinaux d'assemblage qui s'étendent parallèlement entre eux : un bord continu 32 et un bord crénelé 34, lesquels sont propres à coopérer respectivement avec un bord continu 36 et un bord crénelé 38 de la demi-coque 26. Les bords continus 32 et 36 des demi-coques sont propres à coopérer avec un coincement élastique comme on peut le voir sur la coupe de la figure 5. Ainsi, le bord 32 de la demi-coque 24 est décalé vers l'intérieur de la section du profilé suivant un profil en baïonnette, tandis que le bord continu 36 est recourbé vers l'intérieur de la section du profilé. Il en résulte que ces deux bords continus 32 et 36 peuvent s'appliquer l'un contre l'autre sous contrainte élastique. Les bords crénelés 34 et 38 comportent des dents 40, respectivement 42, qui ménagent entre elles des fentes 44, respectivement 46 pour constituer des sortes de peignes. Ces dents sont aménagées pour se superposer deux à deux pour procurer un contact surfacique permettant un brasage ultérieur. Elles sont en outre aménagées pour permettre une coopération d'emboîtement avec un coincement élastique, c'est-à-dire sous contrainte. Ainsi, chaque bord crénelé comporte des dents évasées vers l'intérieur et des dents évasées vers l'extérieur propres à s'emboîter respectivement avec des dents évasées vers l'extérieur et avec des dents évasées vers l'intérieur de l'autre bord crénelé. Il s'ensuit que certaines des dents 40 sont évasées vers l'intérieur et d'autres vers l'extérieur pour pouvoir coopérer avec des dents 44 qui sont respectivement évasées vers l'extérieur et vers l'intérieur. Lorsque ces dents sont ainsi emboîtées deux à deux, chacune des fentes 44 coopère avec une fente 46 pour délimiter une ouverture de section adaptée à celle d'un tube du faisceau, pour permettre l'emboîtement de celui-ci. Ainsi, les extrémi- tés 16 des tubes du faisceau sont reçues chacune dans une ouverture résultant de l'assemblage d'une fente 44 et d'une fente 46. Les deux demi-coques 28 et 30 sont assemblées de manière similaire. Ainsi, la demi-coque 28 comporte un bord continu 48 et un bord crénelé 50 propres à coopérer respectivement avec un bord continu 52 et un bord crénelé 54 de la demicoque 30. Comme on peut le voir sur le détail de la figure 6, le bord continu 48 de la demi-coque 28 coopère par effet élastique avec le bord continu 52 de la demi-coque 30, lequel est incliné vers l'intérieur d'un angle aigu A de faible valeur, pour permettre un maintien provisoire des demi-coques après leur emboîtement. Il en est de mme pour les bords continus respectifs 32 et 36 des demi-coques 24 et 26. Le bord crénelé 50 est composé de dents 56 propres à coopérer avec des dents 58 du bord crénelé 54. Les dents 56 délimitent entre elles des fentes 60 et les dents 58 délimitent entre elles des fentes 62. L'emboîtement mutuel des demi-coques 28 et 30 s'effectue de manière analogue à celui des demi-coques 24 et 26. Après leur assemblage, les fentes 56 et 58 délimitent des ouvertures pour recevoir les extrémités 18 des tubes du faisceau. Les demi-coques 24 et 28 reçoivent des tubulures respectives 63 et 65 pour permettre l'admission et l'évacuation d'un fluide parcourant les tubes du faisceau. Les boîtes collectrices 20 et 22 sont fermées latéralement par des joues communes 64 et 66, qui sont identiques. Par exemple, la joue 64 (figure 2) comprend deux parties d'extré- mité 68 et 70 destinées à fermer latéralement la boite collectrice 20 et la boite collectrice 22 et une partie intermédiaire 72 qui sert d'appui à une des ailettes 14 du faisceau. Chacune des joues 64 et 66 est brasée contre des bords d'extrémité des demi-coques. Ces bords d'extrémité comportent des bords 74 et 76 pour les demi-coques 24 et 26 et des bords d'extrémité 78 et 80 pour les demi-coques 28 et 30. Comme on peut le voir en particulier sur la figure 1, les demi-coques 26 et 30 comportent des languettes respectives 82 et 84 propres à s'engager respectivement dans deux découpes 86 et 88 formées dans deux régions opposées de la joue 64. Il en est de mme pour la joue 66. Ceci permet de maintenir provisoirement les joues 64 et 66 avant leur assemblage définitif par brasage. Pour permettre un assemblage par brasage, les pièces métalli- ques composant l'échangeur sont munies chacune, sur l'une au moins de leurs faces, d'un placage de brasure qui permet de réaliser l'assemblage définitif lorsque l'échangeur de chaleur, préalablement assemblé, est passé dans un four approprié. Après pré-assemblage des différentes pièces composant l'échangeur de chaleur, ces pièces sont ainsi maintenues provisoirement entre elles sans qu'il soit nécessaire de faire appel à des moyens de maintien extérieur. Par suite, ces différentes pièces restent dans leur position d'assem- blage pendant le passage au four, sans nécessiter d'outillage particulier. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite précédemment à titre d'exemple et s'étend à d'autres variantes. En particulier, bien que l'invention ait été décrite en référence à un échangeur de chaleur comportant deux joues communes fermant les boites collectrices, il est possible de réaliser, selon le mme principe, un échangeur de chaleur comprenant quatre joues indépendantes. De manière générale, l'invention trouve une application à la réalisation d'échangeurs de chaleur pour véhicule automobile. Ces échangeurs de chaleur peuvent tre réalisés en particulier sous la forme d'un radiateur de refroidissement du moteur, d'un radiateur de chauffage de l'habitacle, d'un condenseur ou d'un évaporateur de climatisation, d'un refroidisseur de suralimentation ou encore d'un refroidisseur d'huile. Revendications 1. Echangeur de chaleur brasé, en particulier pour véhicule automobile, comprenant un faisceau (10) de tubes (12) et d'ailettes (14) monté entre deux boites collectrices (20,22) dont chacune résulte de l'assemblage de demi-coques emboîtées (24,26 ; 28,30), caractérisé en ce que les demi-coques (24,26 ; 28,30) sont formées chacune à partir d'un profilé métallique à section en U limité par deux bords longitudinaux d'assemblage comprenant un bord continu (32,36 ; 48,52) et un bord crénelé (34,38 ; 50,54) muni de dents (40,42 ; 56,58), les bords continus étant propres à coopérer par emboîtement et les bords crénelés étant propre à coopérer par emboîtement en sorte que leurs dents respectives se superposent deux à deux en délimitant des fentes (44,46 ; 60,62) pour l'introduction des tubes du faisceau. 2. Echangeur de chaleur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que les bords continus respectifs (32,36 ; 48, 52) des deux demi-coques (24,26 ; 28,30) sont à coopérer avec un coincement élastique. 3. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'un des bords continus (32 ; 48) est décalé vers l'intérieur de la section du profilé suivant un profil en baïonnette, tandis que l'autre bord continu (36 ; 52) est recourbé vers l'intérieur de la section du profilé. 4. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les bords crénelés respectifs (34, 38 ; 50,54) des deux demi-coques (24,26 ; 28,30) sont propres à coopérer avec un coincement élastique. 5. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'un des bords crénelés comporte des dents évasées vers l'intérieur et des dents évasées vers l'extérieur propres à s'emboîter respectivement avec des dents évasées vers l'extérieur et avec des dents évasées vers l'intérieur de l'autre bord crénelé. 6. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les fentes (44,46 ; 60,62) délimitées entre les dents définissent des ouvertures oblongues pour la réception de tubes plats (12). 7. Echangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les demi-coques (24, 26 ; 28, 30) d'une mme boite collectrice (20 ; 22) sont coupées à une longueur choisie au niveau de bords d'extrémité et en ce que la boite collectrice est fermée par deux joues d'extrémité (64,66) propres à tre brasées le long des bords d'extrémité des demi-coques. 8. Echangeur de chaleur selon la revendication 7, caracté- risé en ce que les deux boites collectrices (20,22) sont fermées par deux joues communes (64,66) brasées respectivement aux deux extrémités de l'échangeur. 9. Echangeur de chaleur selon la revendication 8, caracté- risé en ce que des moyens de maintien (82,84,86,88) sont prévus pour maintenir chacune des joues (64,66) en une position déterminée en vue du brasage. 10. Echangeur de chaleur selon la revendication 9, caracté- risé en ce que les moyens de maintien de chaque joue comprennent deux languettes (82,84) issues chacune d'un demi-coque et propres à s'engager respectivement dans deux découpes (86, 88) formées dans deux régions opposées de la joue (64,66).