Brevet FR2880679A1 — publié le 20060714

VTM1576.FRD.wpd Joue latérale pour échangeur de chaleur et procédé pour sa fabrication L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, notamment pour véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement une joue latérale pour échangeur de chaleur, du type comprenant une âme métallique propre à longer un corps de l'échangeur et au moins une patte de fixation prévue sur une face extérieure de l'âme métallique, à l'opposé d'une face intérieure tournée vers le corps de l'échangeur. Un échangeur de chaleur comprend un corps d'échange de chaleur, habituellement réalisé sous la forme d'un faisceau de tubes et d'ailettes monté entre deux boîtes collectrices d'extrémité, par l'intermédiaire de deux collecteurs ou plaques collectrices. Les boîtes collectrices sont munies d'un orifice d'entrée et d'un orifice de sortie pour per-mettre l'admission et l'évacuation d'un premier fluide. Ce premier fluide échange de la chaleur avec un deuxième fluide, par exemple de l'air, qui balaye le corps de l'échangeur. Habituellement, le corps de l'échangeur est encadré par deux joues latérales, encore appelées traverses, qui ont pour principale fonction d'assurer une liaison entre les deux collecteurs et d'empêcher ainsi que les collecteurs, et donc aussi les boîtes collectrices, ne puissent se désolidariser du corps d'échange de chaleur par exemple sous l'effet d'une pression élevée du premier fluide ou sous l'effet de vibrations. Ces joues latérales servent aussi à protéger le corps de l'échangeur de chaleur, et notamment les ailettes ou intercalaires de celui-ci. En outre, ces joues comportent habituellement des moyens de fixation, comme des pattes ou analogues, pour le montage de l'échangeur de chaleur, par exemple sur la structure d'un véhicule, et/ou pour le montage d'équipements ou accessoires sur l'échangeur de chaleur. Dans les réalisations connues, la patte de fixation est agencée sous la forme d'une pièce séparée qui est assemblée sur la joue latérale par des moyens de fixation tels que, par exemple, des points de clinchage ou de rivetage, avant brasage, ce qui permet de garantir une bonne liaison après brasage. Cette solution nécessite par conséquent la réalisation d'une pièce supplémentaire qui doit être ensuite fixée provisoirement sur la joue latérale avant fixation définitive par brasage. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle propose à cet effet une joue latérale pour échangeur de chaleur, du type défini en introduction, dans laquelle la patte de fixation est découpée dans l'âme métallique suivant un contour défini, en laissant une ouverture, et pliée de manière à présenter une paroi de fond située à distance de la face extérieure de l'âme métallique. De ce fait, la patte de fixation est issue directement de l'âme métallique, par des opérations simples de découpe et de pliage, ce qui évite d'avoir à réaliser une pièce supplémentaire et d'avoir à la fixer provisoirement sur la joue latérale. Il en résulte une simplification de la réalisation de la joue latérale, et donc de l'échangeur de chaleur. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la patte de fixation présente, dans une configuration à plat avant pliage, une forme générale en T délimitée par une languette longitudinale ayant une première extrémité rattachée à l'âme métallique et une deuxième extrémité dont dépend une languette transversale qui présente deux prolongements dépassant de part et d'autre de la languette longitudinale, l'ouverture ainsi formée dans l'âme métallique ayant une forme générale en T, homologue. De façon avantageuse, la patte de fixation présente, dans une configuration pliée, un profil en cavalier résultant d'un pliage selon quatre lignes de pliage parallèles comprenant une première ligne de pliage entre l'âme métallique et une première paroi latérale de la languette longitudinale, une deuxième ligne de pliage entre la première paroi latérale et la paroi de fond, une troisième ligne de pliage entre la paroi de fond et une deuxième paroi latérale de la languette longitudinale et une quatrième ligne de pliage entre cette deuxième paroi latérale et la languette transversale. Dans une réalisation préférentielle, les deux prolongements de la languette transversale sont, dans une configuration pliée de la patte de fixation, appliqués contre la face intérieure de l'âme métallique, de part et d'autre de l'ouverture en forme générale de T. Des caractéristiques complémentaires ou alternatives de la joue de l'invention sont les suivantes: - les deux prolongements de la languette transversale sont, dans la configuration pliée de la patte de fixation, reçus respectivement dans deux évidements formés par emboutissage de l'âme métallique, de part et d'autre de l'ouverture en forme générale de T; - chacun des deux évidements est formé à partir de la face intérieure de l'âme métallique et s'étend sur une profondeur correspondant sensiblement à l'épaisseur de l'âme métallique, de manière que chaque prolongement affleure pratiquement la face intérieure; - l'âme métallique est limitée par deux bords longitudinaux parallèles, et la languette longitudinale de la patte de fixation s'étend dans une direction parallèle à ces deux bords longitudinaux; - l'âme métallique est limitée par deux bords longitudinaux parallèles, et la languette longitudinale de la patte de fixation s'étend dans une direction faisant un angle aigu avec ces deux bords longitudinaux; - l'âme métallique est limitée par deux bords longitudinaux parallèles repliés sensiblement à angle droit, et ces bords repliés comportent deux zones déformées situées de part et d'autre de l'ouverture et rapprochées l'une de l'autre pour former respectivement deux lyres de dilatation; - l'ouverture comporte deux élargissements qui s'étendent respectivement jusqu'aux zones déformées des bords repliés; - la paroi de fond de la patte de fixation est plane et s'étend parallèlement à l'âme métallique; - la paroi de fond de la patte de fixation est munie d'un trou. Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé de 20 fabrication d'une joue latérale pour échangeur de chaleur, qui comprend les opérations suivantes: a) prévoir une âme métallique présentant une face extérieure et une face intérieure; b) découper dans l'âme métallique une patte de fixation suivant un contour défini en laissant une ouverture; et c) plier la patte de fixation ainsi découpée pour former une 30 patte de fixation pliée qui présente une paroi de fond située à distance de la face extérieure de l'âme métallique. L'opération b) comprend avantageusement la découpe de la patte de fixation suivant une forme générale en T délimitée par une languette longitudinale ayant une première extrémité rattachée à l'âme métallique et une deuxième extrémité dont dépend une languette transversale qui présente deux prolongements dépassant de part et d'autre de la languette longitudinale, tandis que l'opération c) comprend le pliage de la patte de fixation en sorte que les deux prolongements de la languette transversale soient appliqués contre la face intérieure de l'âme métallique, de part et d'autre de l'ouverture. L'opération c) comprend avantageusement le pliage de la patte de fixation selon quatre lignes de pliage parallèles comprenant une première ligne de pliage entre l'âme métallique et une première paroi latérale de la languette longitudinale, une deuxième ligne de pliage entre la première paroi latérale et la paroi de fond, une troisième ligne de pliage entre la paroi de fond et une deuxième paroi latérale de la languette longitudinale et une quatrième ligne de pliage entre cette deuxième paroi latérale et la languette transversale. Sous un autre aspect encore, l'invention concerne un échangeur de chaleur comprenant un corps d'échange de chaleur muni d'au moins une joue latérale telle que définie ci-dessus ou telle qu'obtenue par le procédé ci-dessus. Avantageusement, le corps d'échange de chaleur comprend un faisceau de tubes et d'intercalaires ondulés, la face intérieure de la joue latérale étant brasée sur les ondulations d'un intercalaire ondulé. 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 de face d'un échangeur de chaleur comprenant deux joues latérales selon l'invention; - la figure 2 est une vue partielle en perspective d'une partie de l'échangeur de chaleur de la figure 1 montrant une partie du faisceau et une partie d'une joue latérale avec sa patte de fixation; -la figure 3 est une vue partielle en perspective de la joue latérale de la figure 2; - la figure 4 est une vue partielle en plan de la joue latérale de la figure 3 après découpe et avant pliage de la patte de fixation; - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 après pliage de la patte de fixation; et - la figure 6 est une vue partielle en plan d'une joue latérale dans une autre forme de réalisation de l'invention. 10 On se réfère à la figure 1 qui représente un échangeur de chaleur 10 comprenant un corps 12 d'échange de chaleur monté entre deux boîtes collectrices 14 et 16 munies respectivement d'un orifice d'entrée 18 et d'un orifice de sortie 20. Un premier fluide pénètre par l'orifice d'entrée 18, circule ensuite dans le corps 12 de l'échangeur, puis quitte l'échangeur par l'orifice de sortie 20 comme montré par les flèches F1 et F2. Dans l'exemple, le corps 12 est formé d'une multiplicité de tubes plats 22 entre lesquels sont disposés des intercalaires ondulés 24 formant surface d'échange de chaleur. Les boîtes collectrices 14 et 16 coiffent respectivement deux collecteurs 15 et 17, encore appelés plaques collectrices, qui reçoivent les extrémités des tubes 22. Deux joues latérales 26 et 28 généralement parallèles encadrent le corps en le longeant sur deux côtés opposés. Elles viennent en contact avec les ondulations des intercalaires ondulés situés de part et d'autre du corps de l'échangeur. Ces joues 26 et 28 sont fixées aux collecteurs 15 et 17 pour assurer une liaison mécanique entre ces collecteurs et, par conséquent, entre les boîtes collectrices 14 et 16. Comme on peut le voir sur la figure 1, chacune des joues 26 et 28 comporte, dans l'exemple, deux pattes de fixation 30 chacune réalisée d'une seule pièce avec la joue latérale, comme on le verra plus loin. Un tel échangeur de chaleur peut être utilisé, par exemple, comme radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile ou comme radiateur de chauffage d'un habitacle de véhicule automobile. La joue latérale 28 représentée partiellement sur la figure 2 comprend une âme métallique 32 de forme générale rectangulaire présentant une face intérieure 34 tournée vers le corps 12 de l'échangeur et une face extérieure 36 située à l'opposé et sur laquelle est prévue la patte de fixation 30 précitée. L'âme métallique 32 est généralement plane et elle est limitée par deux bords longitudinaux parallèles 38 repliées sensiblement à angle droit du côté de la face extérieure 36. La patte de fixation 30 que l'on voit dans sa configuration pliée sur les figures 2 et 3, est obtenue par découpe et pliage d'une portion de l'âme métallique 32, comme expliqué maintenant en référence aux figures 4 et 5. La patte de fixation 20 (figure 4) est réalisée par un procédé qui comprend la découpe de l'âme métallique 32 suivant un contour défini 40 compris entre deux points 42 et 44. Dans sa configuration à plat avant pliage, la patte de fixation 30 présente une forme générale en T délimitée par une languette longitudinale 46 et une languette transversale 48. La languette longitudinale 46 a une première extrémité 50 qui s'étend entre les points 42 et 44 et qui est rattachée à l'âme métallique 32 et une deuxième extrémité 52 dont dépend la languette transversale 48. Cette dernière présente deux prolongements 54 qui dépassent de part et d'autre de la languette longitudinale et qui constituent les extrémités respectives de la barre de la forme en T. Le contour 40 qui est découpé par exemple à l'aide d'une presse, possède une épaisseur limitée E, si bien que la découpe laisse subsister dans l'âme métallique une ouverture 56 qui présente aussi une forme en T, homologue de la forme de la patte de fixation. La languette longitudinale 46 est limitée par deux bords longitudinaux 58 sensiblement parallèles qui, dans le mode de réalisation des figures 2 à 5, s'étendent dans une direction faisant un angle aigu A, typiquement inférieur à 5 , avec les bords longitudinaux 38. La languette transversale 48 présente une forme générale 5 rectangulaire et elle est limitée par un bord extérieur 60 qui est perpendiculaire aux deux bords longitudinaux 58. On voit que la patte de fixation 30 est munie d'un trou 62, dans l'exemple de forme circulaire, pour permettre le passage d'un organe de fixation tel que, par exemple, une vis, une broche, une tige, etc., comme on le verra plus loin. Ce trou est de préférence réalisé dans l'âme métallique avant découpe de la patte de fixation 30. Dans une opération ultérieure du procédé, la patte de fixation 30 préalablement découpée est pliée selon quatre lignes de pliage parallèles comprenant une première ligne de pliage L1 passant par les points 42 et 44 et située entre l'âme métallique et une première paroi latérale 64 de la languette longitudinale, une deuxième ligne de pliage L2 entre cette première paroi latérale 64 et une paroi de fond 66 dans laquelle est aménagé le trou 62, une troisième ligne de pliage L3 entre la paroi de fond 66 et une deuxième paroi latérale 68 et une quatrième ligne de pliage L4 entre cette deuxième paroi latérale 68 et la languette transversale 48. La patte de fixation adopte alors, dans sa configuration pliée, un profil en cavalier comme montré aux figures 2, 3 et 5. Dans cette configuration, la paroi de fond 66 est sensiblement parallèle à l'âme métallique 32, tandis que les deux parois latérales 64 et 68 sont sensiblement perpendiculaires. Egalement, dans cette position, les deux prolongements 54 de la languette transversale 48 viennent s'appliquer contre la face intérieure 34 de la joue latérale, de part et d'autre de l'ouverture 56. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, ces deux prolongements 54 sont alors reçus respectivement dans deux évidements 70 formés par emboutissage de l'âme métallique de part et d'autre de l'ouverture 56, ce qui permet de former deux bossages 72 venant en saillie de la face extérieure 36. Chacun de ces évidements est formé à partir de la face intérieure de l'âme métallique et s'étend sur une profondeur correspondant sensiblement à l'épaisseur de l'âme métallique, de manière que chaque prolongement affleure pratiquement la face intérieure 34 de l'âme métallique. De ce fait, lorsque la face intérieure 34 de l'âme métallique 32 est appliquée contre les ondulations d'un intercalaire ondulé 24, ces ondulations ne risquent pas d'être déformées localement par la présence de la barrette transversale. Dans une variante de réalisation, il est possible de ne pas réaliser ces évidements, si bien que la languette transversale dépasse légèrement de la face intérieure de l'âme métallique et vient comprimer localement certaines ondulations de l'intercalaire ondulé. La patte de fixation est brasée en même temps que l'ensemble de l'échangeur de chaleur. Pour cela, il est avantageux que la joue latérale soit munie d'un plaquage de brasure au moins sur sa face intérieure 34 dirigée du côté du corps de l'échangeur de chaleur. Ainsi, la patte de fixation est issue de l'âme métallique et peut être réalisée facilement par de simples opérations mécaniques de découpe et de pliage. Les opérations peuvent être réalisées au moyen d'une presse d'emboutissage qui forme en même temps les bords repliés 38 de l'âme métallique. On se réfère maintenant à la figure 6 qui montre une autre forme de réalisation de l'invention qui s'apparente à la forme de réalisation précédente. Ici, la languette longitudinale 46 s'étend dans une direction parallèle aux bords longitudinaux 38 de l'âme métallique 32, au lieu de former un angle aigu comme dans la forme de réalisation précédente. Par ailleurs, ces deux bords longitudinaux 38 de l'âme métallique, qui sont des bords repliés à 90 , comportent respectivement deux zones déformées 74 qui sont situées de part et d'autre de l'ouverture 56 et sont rapprochées l'une de l'autre pour former respectivement deux lyres de dilatation. Ces deux zones ont la forme d'un V, dont les sommets respectifs sont dirigés l'un vers l'autre, les branches du V faisant chaque fois un angle aigu B avec la direction longitudinale de la joue. En outre, par rapport à la forme de réalisation précédente, l'ouverture 56 est élargie et elle comporte deux élargissements 76 qui s'étendent respectivement jusqu'aux zones déformées 74 des bords repliés 38. Il en résulte que la joue latérale peut se déformer dans la direction longitudinale et faire varier sa longueur en fonction de variations de température du fluide qui traverse le corps de l'échangeur de chaleur. Dans l'échangeur de chaleur représenté à la figure 1, les deux joues latérales 26 et 28 sont munies chacune de deux pattes de fixation 30 prévues à chaque fois près des boîtes collectrices. Bien entendu, il est possible de faire varier le nombre de pattes de fixation sur les joues, ce nombre pouvant varier d'une joue à l'autre. Egalement, la forme particulière de la patte de fixation est susceptible de nombreuses variantes. Elle peut comporter un trou, circulaire ou non, ou une autre forme d'ouverture, pour la réception d'un organe de fixation adapté. La patte permet ainsi le montage de l'échangeur de chaleur sur une structure, par exemple sur une structure de véhicule automobile, et/ou le montage d'équipements ou accessoires sur l'échangeur de chaleur. L'invention trouve une application particulière aux échangeurs de chaleur pour véhicules automobiles, notamment aux radiateurs de refroidissement de moteurs à combustion interne ou aux radiateurs de chauffage de l'habitacle. Revendications 1. Joue latérale pour échangeur de chaleur, comprenant une âme métallique (32) propre à longer un corps (12) de l'échangeur de chaleur (10) et au moins une patte de fixation (30) prévue sur une face extérieure (36) de l'âme métallique, à l'opposé d'une face intérieure (34) tournée vers le corps de l'échangeur de chaleur, caractérisée en ce que la patte de fixation (30) est découpée dans l'âme métallique (32) suivant un contour défini (40) en laissant une ouverture (56) et pliée de manière à présenter une paroi de fond (66) située à distance de la face extérieure (36) de l'âme métallique. 2. Joue latérale selon la revendication 1, caractérisée en ce que la patte de fixation (30) présente, dans une configuration à plat avant pliage, une forme générale en T délimitée par une languette longitudinale (46) ayant une première extrémité (50) rattachée à l'âme métallique (32) et une deuxième extrémité (52) dont dépend une languette transversale (48) qui présente deux prolongements (54) dépassant de part et d'autre de la languette longitudinale, l'ouverture (56) ainsi formée dans l'âme métallique ayant une forme générale en T, homologue. 3. Joue latérale selon la revendication 2, caractérisée en ce que la languette longitudinale (46) de la patte de fixation (30) est limitée par deux bords longitudinaux (58) sensiblement parallèles, et en ce que la languette transversale (48) s'étend dans une direction généralement perpendiculaire à ces deux bords longitudinaux (58). 4. Joue latérale selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la patte de fixation (30) présente, dans une configuration pliée, un profil en cavalier résultant d'un pliage selon quatre lignes de pliage parallèles comprenant une première ligne de pliage (Ll) entre l'âme métallique et une première paroi latérale (64) de la languette longitudinale, une deuxième ligne de pliage (L2) entre la première paroi latérale (64) et la paroi de fond (66), une troisième ligne de pliage (L3) entre la paroi de fond (66) et une deuxième paroi latérale (68) de la languette longitudinale et une quatrième ligne de pliage (L4) entre cette deuxième paroi latérale (68) et la languette transversale (48). 5. Joue latérale selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que les deux prolongements (54) de la languette transversale (48) sont, dans une configuration pliée de la patte de fixation, appliqués contre la face intérieure (34) de l'âme métallique, de part et d'autre de l'ouverture (56) en forme générale de T. 6. Joue latérale selon la revendication 5, caractérisée en ce que les deux prolongements (54) de la languette transversale (48) sont, dans la configuration pliée de la patte de fixation, reçus respectivement dans deux évidements (70) formés par emboutissage de l'âme métallique (32), de part et d'autre de l'ouverture (56) en forme générale de T. 7. Joue latérale selon la revendication 6, caractérisée en ce que chacun des deux évidements (70) est formé à partir de la face intérieure (34) de l'âme métallique (32) et s'étend sur une profondeur correspondant sensiblement à l'épaisseur de l'âme métallique, de manière que chaque prolongement affleure pratiquement la face intérieure. 8. Joue latérale selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que l'âme métallique (32) est limitée par deux bords longitudinaux parallèles (38), et en ce que la languette longitudinale (46) de la patte de fixation (30) s'étend dans une direction parallèle à ces deux bords longitudinaux (38). 9. Joue latérale selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisée en ce que l'âme métallique (32) est limitée par deux bords longitudinaux parallèles (38), et en ce que la languette longitudinale (46) de la patte de fixation (30) s'étend dans une direction faisant un angle aigu (A) avec ces deux bords longitudinaux (38). 10. Joue latérale selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'âme métallique (32) est limitée par deux bords longitudinaux parallèles (38) repliés sensiblement à angle droit, et en ce que ces bords repliés comportent deux zones déformées (74) situées de part et d'autre de l'ouverture (56) et rapprochées l'une de l'autre pour former respectivement deux lyres de dilatation. 11. Joue latérale selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'ouverture (56) comporte deux élargissements (76) qui s'étendent respectivement jusqu'aux zones déformées (74) des bords repliés (38). 12. Joue latérale selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la paroi de fond (66) de la patte de fixation (30) est plane et s'étend parallèlement à l'âme métallique (32). 13. Joue latérale selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que la paroi de fond (66) de la patte de fixation (30) est munie d'un trou (62). 14. Procédé de fabrication d'une joue latérale pour échangeur de chaleur selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce qu'il comprend les opérations suivantes: a) prévoir une âme métallique (32) présentant une face extérieure (36) et une face intérieure (34) ; b) découper dans l'âme métallique (32) une patte de fixation (30) suivant un contour défini (40) en laissant une 35 ouverture (56) ; et c) plier la patte de fixation (30) ainsi découpée pour former une patte de fixation pliée qui présente une paroi de fond (66) située à distance de la face extérieure (36) de l'âme métallique. 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'opération b) comprend la découpe de la patte de fixation suivant une forme générale en T délimitée par une languette première extrémité (50) et une deuxième extrémité (52) dont dépend une languette transversale (48) qui présente deux prolongements (54) dépassant de part et d'autre de la languette longitudinale, et en ce que l'opération c) comprend le pliage de la patte de fixation en sorte que les deux prolongements (54) de la languette transversale soient appliqués contre la face intérieure (34) de l'âme métallique, de part et d'autre de l'ouverture (56). 16. Procédé selon l'une des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que l'opération c) comprend le pliage de la patte de fixation (30) selon quatre lignes de pliage parallèles comprenant une première ligne de pliage (L1) entre l'âme métallique (32) et une première paroi latérale (64) de la languette longitudinale, une deuxième ligne de pliage (L2) entre la première paroi latérale (64) et la paroi de fond (66), une troisième ligne de pliage (L3) entre la paroi de fond (66) et une deuxième paroi latérale (68) de la languette longitudinale et une quatrième ligne de pliage (L4) entre cette deuxième paroi latérale (68) et la languette transversale (48). 17. Echangeur de chaleur comprenant un corps d'échange de chaleur (12) muni d'au moins une joue latérale (26, 28) selon l'une des revendications 1 à 13, ou telle qu'obtenue par le procédé selon l'une des revendications 14 à 16. 18. Echangeur de chaleur selon la revendication 17, caractérisé en ce que le corps d'échange de chaleur (12) comprend un faisceau de tubes (22) et d'intercalaires ondulés (24), et en ce que la face intérieure (34) de la joue longitudinale (46) ayant une rattachée à l'âme métallique (32) latérale (28) est brasé sur les ondulations d'un intercalaire ondulé.