Brevet FR2805605A1 — publié le 20010831

Module d'échange de chaleur, notamment pour véhicule automo- bile L'invention concerne un module d'échange de chaleur, et plus particulièrement un tel module comprenant un échangeur principal et au moins un échangeur secondaire comportant chacun un corps généralement plan muni de tubes de circula- tion de fluide, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement, l'échangeur secondaire étant fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs. De tels échangeurs se présentent généralement sous la forme d'un corps muni de tubes de circulation de fluide et d'ailet- tes d'échange de chaleur avec le milieu extérieur. Ce corps est relié à au moins une boîte collectrice qui distribue le fluide dans les tubes de circulation. Il est 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, appelé encore 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, d'un condenseur de climatisation ou d'un radiateur d'huile. 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 boîtes collectrices de l'échangeur principal. On a également proposé des systèmes d'assemblage par emboîtement ou encliquetage des boîtes collectrices. Ces assemblages connus d'échangeurs primaires et secondaires présentent l'inconvénient de nécessiter des opérations coûteuses en temps et en outillage. D'autre part, les organes de liaison entre les échangeurs principaux et secondaires occupent un certain volume qui nuit à la compacité du module. En outre, ces organes de liaison présentent un certain encombrement transversal et ne permettent donc pas de disposer de la même surface d'échange pour les échangeurs principaux et secondaires. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. Plus particulièrement, l'invention a pour but de fournir un module d'échange de chaleur dont la réalisation, et notamment les opérations de montage, soit le plus simple possible. L'invention a également pour but de fournir un tel module d'échange de chaleur qui, dans la mesure du possible, ne comporte pas de pièces d'assemblage entre les échangeurs principaux et secondaires. L'invention vise en outre à fournir un procédé de réalisation d'un module d'échange de chaleur ne nécessitant pas d'opéra- tion d'assemblage ou, lorsque cela est impossible, en comportant un minimum. L'invention a également pour but de fournir un tel module d'échange de chaleur de moindre épaisseur que ceux de l'art antérieur. L'invention a également pour but de fournir un module d'échange de chaleur présentant des caractéristiques d'é- change thermique améliorées. A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet un module d'échange de chaleur, comprenant un échangeur principal et au moins un échangeur secondaire comportant chacun un corps généralement plan muni de tubes de circulation de fluide, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement, l'échan- geur secondaire étant fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs. Conformément à l'invention, le module comporte un jeu d'ailettes commun à l'échangeur principal et à au moins un échangeur secondaire, lesdites ailettes étant montées sur les tubes de circulation de fluide de l'échangeur principal et faisant saillie de cet échangeur sensiblement perpendi- culairement au plan de ce dernier, les parties des ailettes en saillie de l'échangeur principal comportant des découpes de réception des tubes de circulation de fluide de l'échan- geur secondaire, et des moyens de blocage étant prévus pour bloquer l'échangeur secondaire dans la position o ses tubes de circulation de fluide sont engagés dans lesdites découpes. Les échangeurs sont donc assemblés par leur corps, par l'intermédiaire de leurs tubes de circulation de fluide et du jeu commun d'ailettes de refroidissement. Il en résulte une simplification du montage du module d'échange de chaleur. Le module peut en outre présenter des dimensions moins importantes. En effet, aucun organe d'assemblage ne déborde sur la section transversale des échangeurs. En outre, les corps peuvent être aussi rapprochés qu'on le souhaite. Il en résulte donc également une épaisseur inférieure pour le module, et une possibilité de disposer pour chaque échangeur d'une surface d'échange maximale. Dans un mode de réalisation particulier, les ailettes de refroidissement font saillie de l'échangeur principal d'un côté de ce dernier pour assembler un échangeur secondaire et l'échangeur principal. Dans un autre mode de réalisation, les ailettes de refroi- dissement font saillie de l'échangeur principal des deux côtés de ce dernier pour assembler deux échangeurs secondai- res et l'échangeur principal. Avantageusement, les découpes des ailettes sont ouvertes en direction de l'échangeur secondaire. L'expression "moyens de blocage" telle qu'utilisée présente- ment entend englober de manière générale des moyens mécani- ques propres à immobiliser le ou les échangeurs secondaires par rapport à l'échangeur principal. Dans une forme de réalisation de l'invention, les moyens de blocage comprennent un assemblage à force des tubes de l'échangeur secondaire dans les découpes des ailettes. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, les moyens de blocage comprennent des moyens de coopération de forme. Ces moyens de blocage peuvent comprendre des encoches alignées formées dans un des côtés, perpendiculaires aux plans des échangeurs, de la partie en saillie des ailettes et un organe de blocage issu de l'échangeur secondaire et propre à s'engager dans les dites encoches. Dans un exemple de réalisation, l'organe de blocage comprend au moins un enfoncement prévu sur au moins une joue de l'échangeur secondaire. Dans un autre exemple de réalisation, l'organe de blocage comprend au moins une patte issue d'au moins un côté d'une boîte collectrice de l'échangeur secondaire. Les moyens de blocage peuvent comprendre aussi des encoches alignées formées dans un des côtés, perpendiculaires aux plans des échangeurs, de la partie en saillie des ailettes et un organe de blocage rapporté et propre à s'engager dans les dites encoches. Dans un exemple de réalisation, cet organe de blocage rapporté est une réglette munie d'une nervure agencée pour s'engager dans lesdites encoches, et des moyens de verrouil- lage sont prévus pour solidariser l'organe de blocage à l'échangeur secondaire. Avantageusement, les moyens de verrouillage comprennent des pattes de sertissage solidaires d'une joue montée sur l'échangeur secondaire pour sertir l'organe de blocage sur l'échangeur secondaire. Les moyens de blocage peuvent comprendre au moins une traverse à section transversale en forme de U qui présente deux bords opposés propres à venir en appui sur deux faces opposées des ailettes et qui comporte une patte propre à s'engager dans une encoche prévue dans une boîte collectrice de l'échangeur secondaire. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'un module d'échange de chaleur comprenant un échangeur principal et au moins un échangeur secondaire comportant chacun un corps muni de tubes de circulation de fluide, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement, et dans lequel l'échangeur secondaire est fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs. Conformément à l'invention, le procédé comprend les étapes consistant à réaliser l'échangeur principal avec des ailettes faisant saillie de cet échangeur sensiblement perpendi- culairement au plan de ce dernier, les parties des ailettes en saillie comportant des découpes de réception des tubes de circulation de fluide de l'échangeur secondaire, réaliser l'échangeur secondaire sans ailettes de refroidissement, positionner l'échangeur secondaire en engageant ses tubes de circulation de fluide dans lesdites découpes, et bloquer l'échangeur secondaire dans cette position. On décrira maintenant, à titre d'exemples non limitatifs, plusieurs formes de réalisation particulières de l'invention, en référence aux dessins schématiques annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un module d'é- change de chaleur selon une première forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en perspective éclatée à plus grande échelle d'une partie du module de la figure 1 avant assemblage; - la figure 3 est une vue partielle montrant les tubes de l'échangeur secondaire engagés dans les encoches des ailettes après assemblage; - la figure 4 est une vue partielle en perspective d'un module d'échange de chaleur selon une deuxième forme de réalisation de l'invention; - les figures 5 et 6 sont deux vues partielles en perspective illustrant l'assemblage du module de la figure 4; - les figures 7 et 8 sont deux vues partielles en perspective illustrant l'assemblage d'un module selon une troisième forme de réalisation de l'invention; - les figures 9 et 10 sont deux vues en perspective illus- trant l'assemblage d'un module selon une quatrième forme de réalisation de l'invention; - la figure 11 est une vue en perspective éclatée à plus grande échelle d'une partie du module des figures 9 et 10, avant assemblage; - la figure 12 est une vue similaire à la figure 11 montrant le module en cours d'assemblage; - la figure 13 une vue similaire à la figure 11 montrant le module assemblé; et - la figure 14 est une vue partielle en perspective d'un module d'échange de chaleur selon une cinquième forme de réalisation de l'invention. Le module d'échange de chaleur de la figure 1 est composé d'un radiateur 1 de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile et d'un condenseur 2 de climatisation, ces deux échangeurs étant généralement plans. Le radiateur 1 est constitué de façon connue d'un corps 3 réalisé à partir d'un faisceau de tubes verticaux de circula- tion de fluide et monté entre deux boîtes collectrices 4 et , les boîtes collectrices étant disposées le long de deux côtés parallèles du corps et munies de tubulures 6 d'entrée et de sortie de fluide de refroidissement. Le condenseur 2 est également constitué d'un corps 7 réalisé à partir d'un faisceau de tubes verticaux de circulation de fluide et monté entre deux boîtes collectrices 8 et 9, les boîtes collectrices étant disposées le long de deux côtés parallèles du corps et munies de tubulures 10 d'entrée et de sortie de fluide réfrigérant. On va voir ci-après que les échangeurs de chaleur 1 et 2 sont assemblés par leur corps 3 et 7 respectivement, par l'inter- médiaire d'ailettes 11 communes aux deux échangeurs. Ces ailettes 11, mieux représentées aux figures 2 et 3, sont montées de façon conventionnelle sur les tubes 22 du corps 3 de l'échangeur de chaleur 1. Elles comportent toutefois la particularité de comporter des prolongements 12 en saillie, perpendiculairement au plan des échangeurs, du côté de l'échangeur de chaleur 2. Les prolongements 12 comportent des découpes 13 ouvertes en direction de l'échangeur 2. Ces découpes ont une forme correspondant à la section transversale des tubes 23 de l'échangeur 2, qui sont ici des tubes plats, et un même pas que ces tubes, de manière à recevoir ces tubes (figure 3). Dans la forme de réalisation des figures 1 à 3, les tubes 23 de l'échangeur secondaire 12 sont assemblés à force dans les découpes 13 des ailettes. Ceci assure un blocage par friction entre les parois des tubes 23 et les bords des découpes 13. L'échangeur 2 comprend d'autre part deux joues latérales 15 le long de ses côtés perpendiculaires aux boîtes collectrices 8 et 9 (figure 2). Ces joues peuvent le cas échéant prendre appui en force contre les côtés des ailettes pour contribuer au maintien de l'échangeur secondaire. L'assemblage de l'échangeur 1 muni de ses ailettes 11 avec l'échangeur 2 dépourvu d'ailettes s'effectue alors de la manière suivante. L'échangeur 2 est simplement plaqué contre l'échangeur 1 en engageant en force les tubes 23 de l'échan- geur 2 dans les découpes 13 des prolongements 12 des ailet- tes, ce qui assure le blocage de l'échangeur 2. Le module d'échange de chaleur des figures 4 à 6 s'apparente à celui des figures 1 à 3. Toutefois, le blocage de l'échan- geur secondaire 2 par rapport à l'échangeur principal 1 s'effectue ici par des moyens de coopération de forme. A cet effet, chaque prolongement 12 des ailettes comporte par ailleurs une encoche 14 formée dans chacun de ses côtés perpendiculaires aux plans des échangeurs (figure 5). Les encoches 14 sont alignées de manière à former dans le bloc d'ailettes deux rainures verticales opposées. L'échangeur secondaire 2 comporte deux joues latérales 15 analogues à celles de la forme de réalisation des figures 1 à 3. Toutefois l'une au moins des joues 15 comprend des enfoncements 24, ici au nombre de trois (figure 4), qui sont dirigés du côté des ailettes et prévus pour s'engager par coopération de forme dans l'encoche 14. Ainsi le blocage est assuré ici par un organe issu de l'échangeur secondaire. L'assemblage du module s'effectue en plaquant l'échangeur 2 contre l'échangeur 1 (figures 5 et 6) de manière à engager les tubes 23 de l'échangeur 2 dans les découpes 13 des prolongements 12 des ailettes. Ensuite les enfoncements 24, qui sont de préférence prédécoupés, sont déformés en direc- tion de l'encoche 14 pour assurer le blocage. Le module d'échange de chaleur des figures 7 et 8 s'apparente à celui des figures 4 à 6 et le blocage de l'échangeur secon- daire 2 par rapport à l'échangeur principal 1 s'effectue aussi par des moyens de coopération de forme. Le prolongement 12 des ailettes comporte ici deux encoches 14, analogues à celles de la forme de réalisation des figures 4 à 6, de manière à former dans le bloc d'ailettes deux rainures verticales opposées. L'échangeur 2 comprend un organe de blocage qui est formé d'au moins une patte 25 issue d'au moins un côté d'une boîte collectrice 8 de l'échangeur de chaleur 2. De préférence, les deux boites collectrices 8 et 9 de l'échangeur 2 sont munies chacune de deux pattes 25 ce qui procure quatre pattes en tout. L'assemblage du module s'effectue en plaquant l'échangeur 2 contre l'échangeur 1 (figures 7 et 8) de manière à engager les tubes 23 de l'échangeur 2 dans les découpes 13 des prolongements 12 des ailettes. Ensuite chacune des pattes 25 est pliée de manière à s'engager dans une encoche 14 pour assurer le blocage. Le module d'échange de chaleur des figures 9 à 13 s'apparente à celui des figures 4 à 6 et à celui des figures 7 et 8, en ce sens que le blocage de l'échangeur secondaire 2 par rapport à l'échangeur principal 1 s'effectue aussi par des moyens de coopération de forme. Le prolongement 12 des ailettes comporte aussi deux encoches 14 (figure 11) analogues à celles décrites précédemment. Les joues 15 de l'échangeur 2 comportent chacune deux rebords 16 en saillie vers l'extérieur de l'échangeur, ces rebords 16 étant eux-mêmes prolongés par des pattes de sertissage 17 (figures 11 à 13). Une réglette de blocage 18, constituée par exemple d'un tronçon de profilé en matière plastique, est en outre prévue pour coopérer avec chacune des joues 15. Cette réglette constitue un organe de blocage qui est rapporté, et non pas issu de l'échangeur 2. Chaque réglette a une section sensi- blement en forme de T. Elle comprend un corps 19 d'une largeur sensiblement égale à la distance entre les deux rebords 16, et une épaisseur sensiblement égale à la hauteur des rebords 16. Elle comprend de plus une nervure 20 de même section trans- versale que les encoches 14. Les dimensions de la réglette 18 sont telles qu'elle peut s'engager entre les rebords 16 avec la nervure 20 dans les encoches 14. A cet effet, les joues 15 comportent une fente 21 permettant le passage de la nervure 20. L'assemblage de l'échangeur 1 muni de ses ailettes 11 avec l'échangeur 2 dépourvu d'ailette s'effectue alors de la manière suivante. L'échangeur 2 est tout d'abord plaqué contre l'échangeur 1 en engageant les tubes 23 de l'échangeur 2 dans les découpes 13 des prolongements 12 des ailettes. Dans cette position, la fente 21 se trouve en vis-à-vis des encoches 14 (figure 12). La réglette 18 est ensuite mise en place entre les rebords 16 et dans la fente 21 et les encoches 14. Enfin, les pattes 17 sont serties sur la réglette 18 de manière à l'immobiliser (figures 10 et 13). L'échangeur 2 est ainsi solidarisé à l'échangeur 1. Dans le module d'échange de chaleur de la figure 14, le blocage de l'échangeur secondaire 2 par rapport à l'échangeur principal 1 s'effectue aussi par des moyens à coopération de forme. Ces moyens de blocage comprennent au moins une traverse 26 à section transversale en forme de U qui présente une âme 27 généralement plane comprise entre deux bords opposés 28. Ces bords sont propres à venir en appui contre deux faces oppo- sées 29 et 30 des ailettes qui constituent respectivement les deux faces principales du module. De préférence le module comprend deux traverses 26. Chaque traverse comporte ici deux pattes 31 et 32, propres à s'engager chacune une encoche 33, respectivement 34, prévue dans la boîte collectrice 8, respectivement 9, de l'échangeur secondaire. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits précédemment et s'étend à d'autres variantes. Ainsi bien qu'un seul échangeur secondaire soit ici prévu, il serait toutefois possible d'en prévoir un deuxième en adoptant le même agencement que décrit ci-dessus du côté opposé à celui de l'échangeur 2. Il suffirait pour cela de prolonger les ailettes 11 de l'autre côté du plan de l'échan- geur 1. Le faisceau de l'échangeur 1 peut être réalisé à partir de tout type de tubes, plats ou à section circulaire. Il peut également être à une ou plusieurs nappes. Revendications 1. Module d'échange de chaleur, comprenant un échangeur principal (1) et au moins un échangeur secondaire (2) compor- tant chacun un corps (3, 7) généralement plan muni de tubes de circulation de fluide, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement (11), l'échangeur secondaire étant fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs, caractérisé en ce que le module comporte un jeu d'ailettes (11) commun à l'échangeur principal (1) et à au moins un échangeur secondaire (2), lesdites ailettes étant montées sur les tubes de circulation de fluide de l'échangeur principal et faisant saillie de cet échangeur sensiblement perpendiculairement au plan de ce dernier, les parties (12) des ailettes en saillie de l'échangeur principal comportant des découpes (13) de réception des tubes de circulation de fluide de l'échangeur secondaire, et des moyens de blocage (23, 13; 14, 24; 14, 25; 14, 18; 26) étant prévus pour bloquer l'échangeur secondaire dans la position o ses tubes de circulation de fluide sont engagés dans lesdites découpes. 2. Module d'échange de chaleur selon la revendication 1, dans lequel les ailettes de refroidissement (11) font saillie de l'échangeur principal (1) d'un côté de ce dernier pour assembler un échangeur secondaire (2) et l'échangeur princi- pal (1). 3. Module d'échange de chaleur selon la revendication 1, dans lequel les ailettes de refroidissement (11) font saillie de l'échangeur principal (1) des deux côtés de ce dernier pour assembler deux échangeurs secondaires (2) et l'échan- geur principal (1). 4. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 3, dans lequel les découpes (13) des ailettes sont ouvertes en direction de l'échangeur secondaire (2). 5. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 4, dans lequel les moyens de blocage comprennent un assemblage à force des tubes (23) de l'échangeur secondaire (2) dans les découpes (13) des ailettes. 6. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 4, dans lequel les moyens de blocage comprennent des moyens de coopération de forme. 7. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 6, dans lequel les moyens de blocage comprennent des encoches (14) alignées formées dans un des côtés, perpen- diculaires aux plans des échangeurs, de la partie en saillie des ailettes et un organe de blocage (24; 25) issu de l'échangeur secondaire (2) et propre à s'engager dans les dites encoches. 8. Module d'échange de chaleur selon la revendication 7, dans lequel l'organe de blocage comprend au moins un enfonce- ment (24) prévu sur au moins une joue (15) de l'échangeur secondaire (2). 9. Module d'échange de chaleur selon la revendication 7, dans lequel l'organe de blocage comprend au moins une patte (25) issue d'au moins un côté d'une boîte collectrice (8, 9) de l'échangeur secondaire (2). 10. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 6, dans lequel les moyens de blocage comprennent des encoches (14) alignées formées dans un des côtés perpen- diculaires aux plans des échangeurs de la partie en saillie des ailettes et un organe de blocage (18) rapporté et propre à s'engager dans les dites encoches. 11. Module d'échange de chaleur selon la revendication 10, dans lequel l'organe de blocage rapporté est une réglette (18) munie d'une nervure (20) agencée pour s'engager dans lesdites encoches, des moyens de verrouillage (17) étant prévus pour solidariser l'organe de blocage à l'échangeur secondaire (2). 12. Module d'échange de chaleur selon la revendication 11, dans lequel les moyens de verrouillage comprennent des pattes de sertissage (17) solidaires d'une joue (15) montée sur l'échangeur secondaire (2) pour sertir l'organe de blocage (18) sur l'échangeur secondaire (2). 13. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 6, dans lequel les moyens de blocage comprennent au moins une traverse (26) à section transversale en forme de U qui présente deux bords opposés (28) propres à venir en appui sur deux faces opposées (29, 30) des ailettes (1) et qui comporte une patte (31, 32) propre à s'engager dans une encoche (33, 34) prévue dans une boîte collectrice (8, 9) de l'échangeur secondaire (2). 14. Procédé de réalisation d'un module d'échange de chaleur selon l'une des revendications 1 à 13, comprenant un échan- geur principal (1) et au moins un échangeur secondaire (2) comportant chacun un corps (3, 7) muni de tubes de circula- tion de fluide, et comprenant en outre des ailettes de refroidissement (11) et dans lequel l'échangeur secondaire est fixé sur l'échangeur principal de sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échan- geurs, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à réaliser l'échangeur principal (1) avec des ailettes (11) faisant saillie de cet échangeur sensiblement perpendiculai- rement au plan de ce dernier, les parties (12) des ailettes en saillie comportant des découpes (13) de réception des tubes de circulation de fluide de l'échangeur secondaire, réaliser l'échangeur secondaire (2) sans ailettes de refroi- dissement, positionner l'échangeur secondaire en engageant ses tubes de circulation de fluide dans lesdites découpes, et bloquer l'échangeur secondaire dans cette position.