Brevet FR2907056A1 — publié le 20080418

DISPOSITIF DE FIXATION D'UN ECHANGEUR DE CHALEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE. La présente invention concerne un dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile. De manière classique, les échangeurs de chaleur sont situés dans le compartiment avant du véhicule, et montés sur des structures porteuses, telles que des cadres ou des traverses, par l'intermédiaire de dispositifs de fixation. Ces dispositifs de fixation sont, au moins en partie, élastiques, de façon à réduire la transmission des vibrations et des bruits. Pour éviter d'endommager l'échangeur de chaleur, en particulier le radiateur de refroidissement, lors d'un choc de faible amplitude, et par conséquent pour diminuer le coût d'une éventuelle réparation, il peut s'avérer utile d'utiliser des dispositifs de fixation de l'échangeur qui autorisent un léger recul de l'échangeur vers l'intérieur du compartiment moteur du véhicule en cas de choc. Des dispositifs de fixation connus de l'art antérieur fonctionnent par désolidarisation, en cas de choc. Il s'agit, par exemple, de moyens de fixation, de type clips , qui permettent de désolidariser l'échangeur des traverses inférieure et supérieure sur lesquelles il est monté, lorsqu'un effort d'amplitude suffisante est appliqué lors d'un choc. Cet effort suffisant est calculé de façon à avoir une valeur inférieure à l'effort nécessaire pour détériorer l'échangeur. Toutefois, l'échangeur, une fois désolidarisé de cette façon, peut se déplacer sur des courses importantes et venir heurter d'autres éléments du compartiment avant du véhicule et être, par conséquent, également abîmé. D'autres dispositifs connus de l'art antérieur fonctionnent en autorisant, en cas de choc, un déplacement relatif de course limitée de l'échangeur par rapport à la structure porteuse. On connaît ainsi, par exemple, selon la publication de la demande de brevet européen n EP 1 247 681 2907056 2 A2 au nom de la société RENAULT s.a.s., un dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur de véhicule automobile qui est monté sur une pièce de fixation comportant des moyens de réception d'un élément de localisation de 5 l'échangeur, selon une première position par rapport à la pièce de fixation correspondant à des conditions normales de fonctionnement du dispositif. Le dispositif comporte, de plus, des moyens de réception de l'élément de localisation selon une deuxième position, située en aval de la première 10 position selon une première direction privilégiée, l'élément de localisation pouvant quitter la première position pour venir occuper la deuxième position lorsqu'il est soumis à un effort selon la première direction privilégiée, d'amplitude dépassant un seuil déterminé. Les deux positions sont 15 matérialisées par deux logements de réception des éléments de localisation de l'échangeur (des pions), et ces logements sont des alésages de la pièce de fixation. On connaît également, selon la publication de la demande de brevet internationale WO 03/024747 Al au nom de 20 la société japonaise HONDA GIKEN KOGYO KABUSHI KAISHA, une structure de grille frontale pour amortir les chocs. Cette structure comporte un organe de transmission de la force du choc, qui recule avec une grille frontale lorsque la force du choc s'exerce sur l'avant de la grille frontale. Du fait 25 de ce retrait de l'organe de transmission de la force avec la grille frontale, la force du choc est transmise à l'échangeur, mais elle est en partie absorbée par l'élasticité de la structure. Cette structure est de configuration relativement complexe, de montage peu aisé, et 30 la protection de l'échangeur, même en cas de choc de faible amplitude, est très imparfaite. Le but de la présente invention est de concevoir un nouveau dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur, notamment un radiateur, de véhicule automobile, qui 35 fonctionne selon un principe différent. En d'autres termes, le but de la présente invention est de concevoir un tel nouveau dispositif de fixation, qui 2907056 3 ne fonctionne pas sur un principe de désolidarisation ou sur un principe de double position des moyens de réception des éléments de localisation de l'échangeur, ou encore un principe de structure additionnelle frontale plus ou moins 5 élastique. Un autre but de la présente invention est de concevoir et réaliser un tel dispositif de fixation, qui, en cas de choc, autorise une certaine déformation et accompagne le déplacement du radiateur selon une trajectoire et sur une 10 course prédéfinies. Un autre but de la présente invention est de concevoir et réaliser un tel dispositif de fixation, qui permette un montage facile et rapide de l'échangeur de chaleur sur sa structure porteuse, et une possibilité de réglage de la 15 position de l'échangeur par rapport à la structure porteuse. C'est également un but de la présente invention de concevoir et réaliser un tel dispositif de fixation, qui puisse se déformer de manière réversible, de façon à permettre une réutilisation après un choc, et donc diminuer 20 encore plus le coût des réparations. Pour parvenir à ces buts, la présente invention conçoit un nouveau dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur sur une structure porteuse de véhicule. Ce nouveau dispositif comprend plusieurs éléments de fixation, 25 identiques, disposés en plusieurs emplacements sur l'échangeur. Chaque élément de fixation comporte un élément de localisation de l'échangeur, solidaire de l'échangeur, destiné à être reçu par un élément de réception, solidaire de la structure porteuse. L'élément de réception comporte 30 une partie déformable sous l'action d'un choc de faible amplitude sur l'échangeur, de manière que ce dernier conserve son intégrité. L'élément de réception comporte un logement de réception de l'élément de localisation, un moyen de fixation 35 de l'élément de réception sur la structure porteuse, le logement étant relié au moyen de fixation par ladite partie déformable. 2907056 4 Selon un premier mode de réalisation de l'invention, le moyen de fixation est constitué par deux pattes de fixation, et la partie déformable est constituée par un élément de support, en forme de plaque mince, sensiblement 5 en arc de cercle dans sa direction longitudinale, qui relie le logement de réception de l'élément de localisation à l'une et l'autre des pattes de fixation. Selon un second mode de réalisation de l'invention, le moyen de fixation est constitué par une patte de fixation 10 unique, et la partie déformable est constituée par un élément de support, en forme de plaque mince, incurvée dans sa direction longitudinale, c'est-à-dire par rapport à l'axe Ox, qui relie le logement de réception de l'élément de localisation à la patte de fixation. 15 Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'élément de support présente une section transversale, c'est-à-dire par rapport à l'axe Oz, légèrement incurvée ou sensiblement en forme de V d'angle voisin de 180 , en arc-boutement à l'encontre du sens de transmission d'un choc sur 20 ledit élément de support. Le logement de réception de l'élément de localisation est, de préférence, la surface interne d'un manchon de réception tubulaire. De préférence également, la surface interne du manchon 25 de réception tubulaire est une surface cylindrique adaptée à recevoir ledit élément de localisation, lequel présente une forme de pion cylindrique. De manière préférentielle, l'élément de support en forme de plaque est de forme en arc de cercle ou incurvée 30 telle qu'il maintient, dans l'état non déformé, l'élément de localisation de l'échangeur à une distance suffisante prédéterminée de la structure porteuse et des autres organes du compartiment moteur du véhicule. Chaque patte de fixation peut être pourvue d'une 35 lumière oblongue pour le montage par vis, ladite lumière oblongue permettant un réglage en position de la patte de fixation sur la structure porteuse. 2907056 5 De préférence, les éléments de fixation identiques sont au nombre de quatre, situés au voisinage de chaque angle de l'échangeur de forme sensiblement rectangulaire, deux éléments de fixation étant destinés à la fixation de 5 l'échangeur sur une traverse supérieure de la structure porteuse et deux éléments de fixation étant destinés à la fixation de l'échangeur sur une traverse inférieure. Dans le second mode de réalisation de l'invention avec une patte de fixation unique, il peut être prévu un arrêtoir 10 mécanique pour faire fonction de butée de la course de déformation de l'élément de support lors d'un choc de faible amplitude. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un 15 mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue frontale, schématique, du dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur de véhicule 20 automobile, selon la présente invention, - la figure 2A est une vue agrandie, schématique, d'un élément de fixation unitaire du dispositif de fixation de la figure 1, la figure 2B est une vue encore plus agrandie de la 25 zone II B de la figure 2A, c'est-à-dire de l'élément de réception avec son logement de réception pour l'élément de localisation de l'échangeur, - la figure 3 est un graphe représentatif de la relation entre l'effort exercé sur l'élément de fixation et 30 le déplacement (par déformation) causé par cet effort, le déplacement étant mesuré au point d'ancrage de l'élément de réception, - la figure 4 est une vue en perspective, schématique, d'un premier mode de réalisation de la partie déformable de 35 l'élément de fixation de la figure 2, - la figure 5 est une vue de dessus, très schématique, du mode de réalisation de la figure 4, et 2907056 6 - la figure 6 est une vue en perspective, schématique, d'une variante de réalisation de la partie déformable de l'élément de fixation, selon la présente invention. En référence au dessin de la figure 1, on a représenté 5 une structure porteuse, qui comporte deux traverses la, lb, sensiblement parallèles, et disposées dans un même plan sensiblement vertical. Sur cette structure porteuse la, lb, est fixé un échangeur de chaleur schématiquement représenté et désigné par la référence 2. La traverse supérieure la et 10 la traverse inférieure lb sont situées dans le compartiment moteur avant du véhicule automobile, par exemple. La présente invention concerne le dispositif de fixation de l'échangeur 2 sur la structure porteuse la, lb. Ce dispositif comporte, à titre d'exemple non limitatif de 15 l'objet et de la portée de l'invention, quatre éléments de fixation unitaires, identiques, fixés sur la structure porteuse (deux sur la traverse supérieure la et deux sur la traverse inférieure 1b). Chaque élément de fixation unitaire comporte un élément de réception destiné à recevoir un 20 élément de localisation solidaire de l'échangeur 2, comme il est décrit en détails ci-dessous. Les éléments de localisation sont situés sensiblement aux quatre angles, désignés a, b, c et d, de l'échangeur 2, de manière à permettre une fixation optimale de l'échangeur 2 sur la 25 structure porteuse la, lb. Un élément de fixation unitaire, fixé par exemple à la traverse supérieure la, est représenté sur le dessin de la figure 2A, les quatre éléments de fixation unitaires étant identiques et comportant tous un élément de réception, 30 solidaire de la structure porteuse, qui coopère, par concordance de forme, avec un élément de localisation de l'échangeur 2. Ainsi, chaque élément de fixation unitaire comporte un logement 5a (figure 2B) destiné à recevoir un pion 6 d'un 35 élément de localisation de l'échangeur 2, dans une position de l'échangeur correspondant à une situation de fonctionnement normal de l'échangeur 2. Le logement 5a est 2907056 7 un alésage cylindrique d'un manchon de réception 5, tubulaire (figures 1 et 2B), de diamètre adapté à la réception d'un pion 6 de forme cylindrique, solidaire de l'échangeur 2. 5 Chaque élément de fixation comporte une paire de pattes de fixation 3a, 3b, rigides, montées sur la structure porteuse la, lb par des vis, 7a, 7b, par exemple (figure 2A). Chaque patte de fixation 3a, 3b peut être pourvue de 10 lumières oblongues pour le passage desdites vis 7a, 7b, de façon à permettre un réglage en position de la patte de fixation sur la structure porteuse la, lb. Le manchon de réception 5 est relié aux deux pattes de fixation 3a, 3b, au moyen d'un élément de support 4, en 15 forme de plaque mince, sensiblement rectangulaire, incurvée, de largeur relativement faible. En cas de choc avant sur le véhicule, transmis à l'échangeur 2, ce dernier, par l'intermédiaire du pion 6, transmet un effort d'intensité et de direction données au 20 manchon de réception 5 et, par conséquent, à l'élément de support 4 dont la géométrie et le matériau constitutif ont été choisis de façon à absorber le choc par déformation . l'élément de support 4 se déforme et accompagne le recul de l'échangeur 2 vers l'intérieur du compartiment moteur du 25 véhicule. Les caractéristiques mécaniques et géométriques de l'élément de support 4 sont telles que l'échangeur 2 conserve son intégrité lors du choc. Il va de soi que l'on se trouve ici dans une hypothèse de choc relativement faible ou moyen ; on peut exprimer cette hypothèse par la situation 30 dans laquelle la force qui déclenche le mouvement de l'échangeur 2 est inférieure à la force qu'il faudrait pour l'endommager. On a illustré, sur le dessin de la figure 3, la relation entre l'effort E appliqué sur l'échangeur 2 et le 35 déplacement D de l'échangeur, cette relation étant, bien entendu, caractéristique de la géométrie de l'élément de support 4 et de son matériau constitutif (acier, aluminium, 2907056 8 etc.). Cette loi montre un premier pic d'effort A et un second pic d'effort B. Le premier pic d'effort A correspond à une valeur d'effort nécessaire et suffisante pour déclencher le 5 mouvement de déplacement (par déformation de l'élément de support 4) de l'échangeur 2 lors d'un choc. Le second pic d'effort B permet de limiter la course de déplacement à une valeur de déplacement donnée DM, comme il sera illustré ci-dessous en regard de la description d'un 10 exemple de réalisation plus détaillé de l'élément de support 4 et de son mode de déformation sous le choc. Un premier exemple de réalisation de l'élément de support 4 selon la présente invention est décrit en référence au dessin de la figure 4. L'élément de support 4 15 est fixé rigidement en 8 au manchon de réception tubulaire 5, par tout moyen de liaison rigide connu en soi, tel que le soudage, par exemple. L'élément de support 4 présente une forme de plaque mince, en arc de cercle selon sa direction longitudinale 20 (0x), le point de liaison 8 de l'élément de support 4 et du manchon de réception tubulaire 5 étant sensiblement au milieu de l'arc de cercle, de façon à réaliser un positionnement sensiblement symétrique du logement 5a sur la structure porteuse non représentée. La section transversale 25 de l'élément de support 4 présente une forme légèrement incurvée ou en forme de V d'angle voisin de 180 avec une partie médiane autour d'une ligne médiane 4a plus proche du manchon de réception 5 que les parties d'extrémité supérieure et inférieure. Cette forme géométrique de la 30 section transversale (selon l'axe Oz) offre une résistance à la déformation dans le sens de l'aplatissement de l'arc de cercle. Cette résistance, due à la forme arc-boutée de la section transversale de l'élément 4 contre le sens du choc (principalement selon l'axe Ox), augmente ainsi la 35 valeur de l'intensité de l'effort nécessaire pour déclencher le mouvement de la déformation de l'élément déformable 4, à savoir le premier pic d'effort A (figure 3). 2907056 9 On a représenté sur le dessin de la figure 5, de manière très schématique, l'élément de support 4 en position avant un choc et en position après un choc. L'élément de support 4 avant un choc est représenté par le dessin en 5 traits pleins continus, avec le manchon de réception 5 qui reçoit un pion 6 (non représenté) de l'élément de localisation de l'échangeur 2. La flèche F représente un effort de poussée transmis, lors d'un choc, par le pion 6 sur le manchon tubulaire 5, par conséquent sur l'élément de 10 support 4. Si l'effort F est suffisant pour déclencher le mouvement de recul de l'échangeur 2 par déformation de l'élément de support 4, la déformation peut prendre, sous réserve d'une poussée suffisante, la forme illustrée par les lignes en traits interrompus courts, avec un enfoncement de 15 l'élément de support 4 plus profond dans la zone centrale où s'applique directement la poussée F. La distance C est la course de l'élément de support 4 au cours de son déplacement de déformation. Dans la position illustrée par les lignes en traits interrompus courts, la forme géométrique de l'élément 20 de support 4 nécessiterait un effort relativement important pour entraîner un déplacement supplémentaire, d'où l'existence d'un second pic d'effort B (figure 3) qui limite la course de l'échangeur 2 à un déplacement maximal donné (DM sur le graphe de la figure 3). Ainsi, la forme de l'élément 25 de support 4 décrite en relation avec le dessin de la figure 4 présente, par sa géométrie, deux pics d'effort. Un autre mode de réalisation de la présente invention est représenté sur le dessin de la figure 6. Le manchon de réception tubulaire 5, porteur du logement de réception 5a 30 d'un pion 6 (non représenté) solidaire de l'échangeur 2, est relié à une patte de fixation unique, désignée 3c, par l'intermédiaire d'un élément de support 4'. Dans ce mode de réalisation, le manchon de réception tubulaire 5 est rigidement fixé à une extrémité de l'élément de support 4', 35 et non au centre de ce dernier comme dans le mode de réalisation précédent. 2907056 10 On a représenté en 10c l'orifice de passage d'une vis de fixation sur la structure porteuse. Comme pour le mode de réalisation précédent, la patte de fixation peut être pourvue d'une lumière oblongue pour permettre le réglage en 5 position de la patte de fixation 3c sur la structure porteuse. Par sa géométrie, l'élément de fixation de la figure 6 ne présente qu'un seul pic d'effort. Un deuxième pic d'effort peut être obtenu en insérant un arrêtoir mécanique 10 (non représenté) qui fait fonction de butée de la course du manchon de réception 5 lors d'un choc suffisant pour provoquer la déformation de l'élément de support 4'. La courbure selon l'axe longitudinal Ox et/ou selon l'axe transversal Oz de l'élément de support 4, 4' peuvent 15 être sélectivement modifiées afin de régler facilement le niveau d'effort du pic A et/ou B sans avoir à jouer sur l'épaisseur entre ses faces avant et arrière. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre 20 d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. Dans tous les cas, la présente invention permet de réduire le porte-à-faux avant des véhicules en implantant 25 les échangeurs de refroidissement dans la zone dite de réparabilité tout en maintenant leur intégrité en cas de choc de faible amplitude. De plus, la présente invention fournit un dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur de conception simple, 30 de fabrication aisée, et de montage facile. Elle met en oeuvre une solution technique économique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation d'un échangeur de chaleur (2) sur une structure porteuse (la, lb) de véhicule automobile, qui comprend plusieurs éléments de fixation identiques disposés en plusieurs emplacements (a, b, c, d) sur l'échangeur (2), caractérisé en ce que chaque élément de fixation comporte un élément de localisation de l'échangeur (6), solidaire de l'échangeur (2), destiné à être reçu par un élément de réception, solidaire de la structure porteuse (la, lb), ledit élément de réception comportant une partie déformable (4 ; 4') sous l'action d'un choc de faible amplitude sur l'échangeur (2), de manière que ce dernier conserve son intégrité. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de réception comporte un logement de réception (5a) de l'élément de localisation (6), un moyen de fixation (3a, 3b ; 3c) de l'élément de réception sur la structure porteuse (la, lb), ledit logement (5a) étant relié audit moyen de fixation (3a, 3b ; 3c) par ladite partie déformable (4 ; 4') . 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de fixation est constitué par deux pattes de fixation (3a, 3b), et la partie déformable est constituée par un élément de support (4), en forme de plaque mince, sensiblement en arc de cercle dans sa direction longitudinale, qui relie le logement de réception (5a) de l'élément de localisation à l'une et l'autre des pattes de fixation (3a, 3b). 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de fixation est constitué par une patte de fixation (3c) unique, et la partie déformable est constituée par un élément de support (4'), en forme de plaque mince, incurvée dans sa direction longitudinale, qui relie le logement de réception (5a) de l'élément de localisation à la patte de fixation (3c). 2907056 12 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu, de plus, un arrêtoir mécanique pour délimiter la course de déformation sous le choc de l'élément de support (4). 5 6. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de support (4) présente une section transversale légèrement incurvée ou sensiblement en forme de V d'angle voisin de 180 , en arc-boutement à l'encontre du sens de transmission d'un choc sur ledit élément de support 10 (4). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le logement de réception (5a) de l'élément de localisation (6) est la surface interne d'un manchon de réception tubulaire (5). 15 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface interne (5a) dudit manchon de réception tubulaire (5) est une surface cylindrique de diamètre adapté à recevoir un élément de localisation (6) en forme de pion cylindrique. 20 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que l'élément de support (4) en forme de plaque est de forme en arc de cercle ou incurvée telle qu'il maintient, dans l'état non déformé, l'élément de localisation (6) de l'échangeur (2) à une 25 distance suffisante prédéterminée (DM) de la structure porteuse (la, lb) et des autres organes du compartiment moteur du véhicule. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que chaque patte de 30 fixation (3a, 3b ; 3c) est pourvue d'une lumière oblongue pour le montage par vis (7a, 7b) avec réglage en position de la patte de fixation (3a, 3b ; 3c) sur la structure porteuse (la, lb). 11. Dispositif selon l'une quelconque des 35 revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits éléments de fixation identiques sont au nombre de quatre, situés au voisinage de chaque angle de l'échangeur (2) de 2907056 13 forme sensiblement rectangulaire, deux éléments de fixation étant destinés à la fixation de l'échangeur (2) sur une traverse supérieure (la) de la structure porteuse et deux éléments de fixation étant destinés à la fixation de 5 l'échangeur (2) sur une traverse inférieure (lb) de ladite structure porteuse.