Brevet FR2814230A1 — publié le 20020322

Module d'échange de chaleur pour véhicule automobile L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur pour véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un module d'échange de chaleur, du type comprenant un premier échangeur de chaleur ayant un corps monté entre deux boîtes collectrices, sur lequel est assemblé au moins un deuxième échangeur de chaleur ayant un corps monté entre deux boîtes collectrices, en sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs desdits échangeurs. Il est connu d'assembler sur un premier échangeur de chaleur, tel qu'un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, au moins un deuxième échangeur de chaleur afin de constituer un ensemble, appelé module, prêt à être installé dans le véhicule. Ce deuxième échangeur de chaleur est constitué le plus souvent d'un condenseur d'une installation de climatisation, ou encore d'un refroidisseur d'air de suralimentation du moteur. Dans le module ainsi constitué, le deuxième échangeur de chaleur peut être disposé, selon le cas, soit en amont, soit en aval du premier échangeur de chaleur, par rapport au sens de circulation du flux d'air. Habituellement, l'assemblage du deuxième échangeur de chaleur sur le premier échangeur de chaleur est réalisé par l'inter- médiaire de pattes rapportées qui sont généralement solidai- res du deuxième échangeur. Ces pattes sont ensuite fixées sur les boîtes collectrices du premier échangeur par des moyens de fixation, tels que des vis, des rivets, etc. Un tel assemblage constitue une opération coûteuse et peu compatible avec les cadences élevées imposées par les chaînes d'assem- blage de l'industrie automobile. En outre, un tel mode d'assemblage convient essentiellement lorsque les boîtes collectrices du premier échangeur de chaleur sont réalisées par moulage d'une matière plastique. Or, la tendance actuelle est à utiliser des modules d'échange de chaleur, dans lesquels le premier échangeur et le deuxième échangeur sont réalisés par brasage à partir de pièces métalliques, généralement en un matériau à base d'aluminium. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- nients précités. Elle vise en particulier à procurer un module d'échange de chaleur dans lequel l'assemblage du premier échangeur de chaleur et du deuxième échangeur de chaleur est simplifié par rapport aux solutions connues. Elle vise aussi à procurer un tel module d'échange de chaleur, dans lequel le premier échangeur de chaleur et le deuxième échangeur de chaleur sont réalisés entièrement en un matériau métallique, avantageusement à base d'aluminium, et dans lequel les échangeurs de chaleur et leur assemblage sont obtenus par brasage. L'invention propose à cet effet un module d'échange de chaleur du type défini en introduction, dans lequel les boîtes collectrices du premier échangeur de chaleur sont formées chacune à partir de deux tôles métalliques conformées et comprennent chacune au moins une patte issue de l'une des tôles et repliée dans un logement de forme adaptée que comporte chacune des boîtes collectrices du deuxième échan- geur de chaleur. Ainsi, conformément à l'invention, on façonne directement sur les boîtes collectrices du premier échangeur de chaleur des pattes qui serviront à positionner et à maintenir le deuxième échangeur de chaleur pendant et après le brasage du module. Ces pattes sont issues d'une des tôles constitutives d'une boîte collectrice du premier échangeur de chaleur, et les logements correspondants sont formés directement dans les boîtes collectrices du deuxième échangeur de chaleur. Il est connu en effet de réaliser des boîtes collectrices par assemblage de deux tôles conformées et pliées, dont l'une forme le collecteur et est reliée au corps de l'échangeur de chaleur, et dont l'autre forme un couvercle destiné à coopérer avec la première tôle pour délimiter un volume. Avantageusement, les boîtes collectrices du premier échangeur de chaleur comprennent chacune deux pattes et les quatre pattes ainsi obtenues sont reçues respectivement dans quatre logements définis par les deux boîtes collectrices du deuxième échangeur de chaleur. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque patte est prévue dans une région d'extrémité d'une boîte collec- trice du premier échangeur de chaleur, et chaque logement est formé dans une région d'extrémité d'une boîte collectrice du deuxième échangeur de chaleur. De préférence, les boîtes collectrices du premier échangeur de chaleur et les boites collectrices du deuxième échangeur de chaleur s'étendent dans des directions perpendiculaires. Il en résulte que les deux fluides qui parcourent les corps respectifs des deux échangeurs de chaleur circulent dans des directions généralement perpendiculaires entre elles. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, chacune des boîtes collectrices du premier échangeur de chaleur comprend une première tôle formant collecteur avec un fond dans lequel débouche le corps de l'échangeur et deux flancs latéraux, ainsi qu'une deuxième tôle formant couver- cle, les pattes étant issues d'un flanc latéral de la première tôle. Toutefois, en variante, il est envisageable aussi de prévoir que l'une au moins des pattes soit issue de la deuxième tôle qui forme couvercle. Avantageusement, chacune des pattes comprend deux pliages dans des directions sensiblement perpendiculaires entre elles. Chacune des pattes se termine avantageusement par une languette de sertissage, cette languette étant propre à venir s'engager dans un logement du deuxième échangeur de chaleur. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, chaque logement est réalisé sous la forme d'une encoche aménagée dans une paroi, en particulier une paroi tubulaire, d'une boîte collectrice du deuxième échangeur de chaleur. Le premier échangeur de chaleur et le deuxième échangeur de chaleur sont avantageusement formés chacun à partir de pièces métalliques, en particulier en un matériau à base d'alumi- nium, réunies entre elles par brasage. Les pattes du premier échangeur de chaleur sont avantageuse- ment brasées dans les logements correspondants du deuxième échangeur de chaleur. Dans une application préférentielle de l'invention, le premier échangeur de chaleur est un radiateur de refroidisse- ment d'un moteur de véhicule automobile, tandis que le deuxième échangeur de chaleur est un condenseur d'une installation de climatisation. Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé d'assemblage d'un module d'échange de chaleur tel que défini précédemment, lequel comprend les opérations consistant à: a) prévoir un premier échangeur de chaleur ayant un corps monté entre deux boîtes collectrices formées chacune à partir de deux tôles métalliques conformées et comprenant chacune au moins une patte issue de l'une des tôles, b) prévoir un deuxième échangeur de chaleur ayant un corps monté entre deux boîtes collectrices, dont chacune d'elle définit au moins un logement pour la réception d'une patte du premier échangeur de chaleur, c) replier les pattes dans les logements respectifs, et d) assembler le premier échangeur de chaleur et le deuxième échangeur de chaleur par brasage. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'un module d'é- change de chaleur selon l'invention; - la figure 2 est une autre vue en perspective du module d'échangeur de chaleur de la figure 1; et - la figure 3 est une vue partielle, à échelle agrandie, de l'échangeur de chaleur de la figure 1. On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 qui montrent un ensemble 10, ou module d'échange de chaleur, qui comprend un premier échangeur de chaleur 12 sur lequel est assemblé un deuxième échangeur de chaleur 14. Dans l'exemple, l'échangeur 12 est un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, tandis que l'échangeur 14 est un condenseur d'une installation de climatisation dudit véhicu- le. L'échangeur 12 comprend un corps 16 formé de tubes verticaux et d'ailettes et monté entre deux boîtes collectrices généralement horizontales, à savoir une boîte collectrice supérieure 18 et une boîte collectrice inférieure 20. Les boîtes collectrices 18 et 20 sont munies respectivement de deux tubulures 22 et 24 pour l'entrée et la sortie d'un fluide, à savoir ici le fluide de refroidissement du moteur du véhicule. Le deuxième échangeur 14 comprend un corps 26 formé de tubes horizontaux et d'ailettes et monté entre deux boîtes collec- trices tubulaires 28 et 30 disposées verticalement. La boîte collectrice 28 est munie de deux tubulures 32 et 34 pour l'entrée et la sortie d'un fluide réfrigérant circulant dans le circuit de climatisation. Les corps respectifs 16 et 26 des deux échangeurs de chaleur sont propres à être traversés par un même flux d'air pour refroidir les fluides respectifs, ainsi que cela est bien connu dans la technique. On constatera que, dans les corps 16 et 26, la circulation des deux fluides s'effectue dans des directions généralement perpendiculaires entre elles. Dans l'exemple de réalisation représenté, les échangeurs de chaleur 12 et 14 sont formés chacun à partir de pièces ou composants en matériau métallique, avantageusement à base d'aluminium, pour être réalisés par brasage. Il est également prévu que ces deux échangeurs soient assemblés entre eux par brasage. On se réfère maintenant plus particulièrement à la figure 3 pour décrire les moyens de fixation et d'assemblage des deux échangeurs entre eux. La boite collectrice 18 est formée à partir de deux tôles métalliques conformées 36 et 38. La tôle 36, qui forme collecteur, comprend un fond 40 dans lequel débouche le corps 16 (c'est-à-dire les tubes) de l'échangeur 12, ainsi que deux flancs latéraux 42. La tôle 36 est ainsi constituée par un profilé en U, lequel est fermé par la tôle 38. La tôle 38 qui forme couvercle comprend une âme 44 qui se prolonge par deux extrémités recourbées 46 venant rejoindre le fond 40 de la tôle 36 pour délimiter une chambre fermée pour l'entrée ou la sortie du fluide correspondant. La tôle 38 comprend des ergots latéraux 48 propres à s'engager dans des évidements 50 des flancs 42 pour permettre un maintien provisoire des tôles 36 et 38 avant brasage. L'un des deux flancs 42 se prolonge, à chacune de ses deux extrémités, par une patte 52 (dont une seule est visible sur les figures 1 et 3)qui est issue du flanc latéral. Comme on peut le voir sur la figure 3, la patte 52 comporte une âme 54 qui est repliée perpendiculairement au plan du flanc 42 par un arrondi 56 de manière à s'étendre dans une direction verticale le long de la boîte collectrice 28 de l'échangeur 14. L'âme 54 se prolonge par une languette de sertissage 58 qui est repliée à angle droit et qui vient s'insérer dans un logement 60, en forme d'encoche, aménagé dans la paroi tubulaire de la boîte collectrice 28. La languette 58 est reliée à l'âme 54 par un pliage 62. Ainsi, chacune des pattes 52 comprend deux pliages 56 et 62 dans des directions sensiblement perpendiculaires entre elles. La boîte collectrice 20 de l'échangeur 12 est réalisée sensiblement de la même manière et elle est formée également de deux tôles dont l'une d'elles se prolonge, à ses deux extrémités, par deux pattes 64, analogues aux pattes 52 et terminées chacune par une languette de sertissage 66. Chacune des boîtes tubulaires 28 de l'échangeur 14 comporte égale- ment, à sa partie inférieure, une encoche 68, analogue à l'encoche 60. Les encoches 60 et 68 sont prévues respective- ment dans deux régions d'extrémité de chacune des boîtes collectrices 28. Il est à noter que la boîte collectrice 30 de l'échangeur 14 comporte aussi des logements 60 et 68, en forme d'encoches, respectivement en partie supérieure et en partie inférieure, pour recevoir les deux autres pattes 52 et 64 de l'échangeur 12. Ainsi, on comprendra que les deux pattes 52 et les deux pattes 64 permettent de positionner et de maintenir le deuxième échangeur de chaleur 14 pendant et après le brasage du module. L'échangeur de chaleur 12 et l'échangeur de chaleur 14 peuvent être réalisés par brasage, soit séparément, soit simultanément. Egalement, le brasage mutuel des deux échan- geurs peut être réalisé ultérieurement ou en même temps que le brasage des deux échangeurs de chaleur. Dans tous les cas, il suffira de prévoir que les languettes respectives de deux pattes, par exemple les languettes 66, soient déjà repliées pour former des appuis servant à la retenue du deuxième échangeur de chaleur. Ensuite, les languettes 58 des deux autres pattes 52 pourront être repliées dans les encoches 60 correspondantes pour assurer un maintien provisoire de l'échangeur de chaleur 14 sur l'échan- geur de chaleur 12. Les différents composants des échangeurs de chaleur sont avantageusement formés d'un matériau métallique, en particu- lier à base d'aluminium, revêtu d'un placage de brasure. L'invention permet ainsi de tirer profit d'une structure particulière des boîtes collectrices du premier échangeur de chaleur pour former des pattes de maintien issues directement d'une des tôles constitutives de la boite collectrice en question. Il en résulte une simplification au niveau de la fabrication et en outre la garantie d'un bon maintien et d'un bon positionnement mutuel des deux échangeurs de chaleur pendant et après le brasage du module. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit précédemment et s'étend à d'autres variantes. De façon générale, les rôles respectifs du premier et du deuxième échangeur de chaleur peuvent être inversés. De plus, l'invention n'est pas limitée à un module constitué d'un radiateur de refroidissement et d'un condenseur de climatisation. Elle pourrait s'appliquer à d'autres types de modules, en particulier à un module formé d'un radiateur de refroidisse- ment et d'un refroidisseur d'air de suralimentation. Revendications 1. Module d'échange de chaleur, du type comprenant un premier échangeur de chaleur ayant un corps monté entre deux boîtes collectrices, sur lequel est assemblé un deuxième échangeur de chaleur ayant un corps monté entre deux boîtes collectrices, en sorte qu'un même flux d'air puisse traverser les corps respectifs du premier échangeur de chaleur et du deuxième échangeur de chaleur, caractérisé en ce que les boîtes collectrices (18, 20) du premier échangeur de chaleur (12) sont formées chacune à partir de deux tôles métalliques conformées (36, 38) et comprennent chacune au moins une patte (52, 64) issue de l'une des tôles et repliée dans un logement (60, 68) de forme adaptée que comporte chacune des boites collectrices (28, 30) du deuxième échangeur de chaleur (14). 2. Module d'échange de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boîtes collectrices (18, 20) du premier échangeur de chaleur (12) comprennent chacune deux pattes (52, 64) et en ce que les quatre pattes ainsi obtenues sont reçues respectivement dans quatre logements (60, 68) définis par les deux boîtes collectrices (28, 30) du deuxième échangeur de chaleur (14). 3. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que chaque patte (52, 64) est prévue dans une région d'extrémité d'une boite collectrice (18, 20) du premier échangeur de chaleur (12), et en ce que chaque logement (60, 68) est formé dans une région d'extré- mité d'une boîte collectrice (28, 30) du deuxième échangeur de chaleur (14). 4. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que les boîtes collectrices (18, 20) du premier échangeur de chaleur (12) et les boîtes collectrices (28, 30) du deuxième échangeur de chaleur (14) s'étendent dans des directions perpendiculaires. 5. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce que chacune des boîtes collectrices (18, 20) du premier échangeur de chaleur (12) comprend une première tôle (36) formant collecteur avec un fond (40) dans lequel débouche le corps (16) de l'échangeur et deux flancs latéraux (42), ainsi qu'une deuxième tôle (38) formant couvercle, et en ce que les pattes (52, 64) sont issues d'un flanc latéral de la première tôle. 6. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 5, caractérisé en ce que chacune des pattes (52, 64) comprend deux pliages (56, 62) s'étendant dans des directions sensiblement perpendiculaires entre elles. 7. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que chacune des pattes (52, 64) se termine par une languette de sertissage (58, 66). 8. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que chaque logement (60, 58) est réalisé sous la forme d'une encoche aménagée dans une paroi, en particulier de forme générale tubulaire, d'une boîte collectrice (28, 30) du deuxième échangeur de chaleur (14). 9. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que le premier échangeur de chaleur (12) et le deuxième échangeur de chaleur (14) sont formés chacun à partir de pièces métalliques, en particulier en un matériau à base d'aluminium, réunies entre elles par brasage. 10. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 9, caractérisé en ce que les pattes (52, 64) du premier échangeur de chaleur (12) sont brasées dans les logements correspondants (60, 68) du deuxième échangeur de chaleur (14). 11. Module d'échange de chaleur selon l'une des revendica- tions 1 à 10, caractérisé en ce que le premier échangeur de chaleur (12) est un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile, tandis que le deuxième échangeur de chaleur (14) est un condenseur d'une installation de climati- sation. 12. Procédé d'assemblage d'un module d'échange de chaleur selon l'une des revendication précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à: a) prévoir un premier échangeur de chaleur (12) ayant un corps (16) monté entre deux boîtes collectrices (18, 20) formées chacune à partir de deux tôles métalliques conformées (36, 38) et comprenant chacune au moins une patte (52, 64) issue de l'une des tôles, b) prévoir un deuxième échangeur de chaleur (14) ayant un corps (26) monté entre deux boîtes collectrices (28, 30), dont chacune d'elle définit au moins un logement (60, 68) pour la réception d'une patte du premier échangeur (12), c) replier les pattes (52, 64) dans les logements (60, 68) respectifs, et d) assembler le premier échangeur de chaleur (12) et le deuxième échangeur de chaleur (14) par brasage.