Brevet FR2927414A1 — publié le 20090814

Boîte collectrice à plaque collectrice sans qorqe L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, en particulier pour véhicules automobiles. 5 L'invention concerne plus spécifiquement une boîte collectrice montée sur un échangeur de chaleur, tel qu'un radiateur pour liquide de refroidissement moteur ou un radiateur d'air de suralimentation. Ce type de radiateurs 10 utilise classiquement des tubes et des intercalaires disposés entre les tubes pour le faisceau d'échange de chaleur tandis que la boîte collectrice comprend au moins deux parties, l'une formant la plaque collectrice destinée à réceptionner et fixer les extrémités des tubes du 15 faisceau d'échange et l'autre formant le couvercle destiné à venir se fixer sur la plaque collectrice pour fermer au moins partiellement la boîte collectrice. Les boîtes collectrices sont généralement de deux types, à 20 savoir du type � tout métallique � ou du type doté d'un couvercle en plastique. Le type de boîte collectrice � tout métallique � présente un certain nombre d'avantages par rapport au type de boîte collectrice à couvercle en plastique lequel nécessite la fixation d'un moyen 25 d'étanchéité, classiquement un joint d'étanchéité élastique, pour assurer une liaison parfaitement étanche entre le couvercle et la plaque collectrice. La plaque collectrice comporte une gorge ou rainure 30 destinée à placer et positionner le joint d'étanchéité. Ensuite, le couvercle est positionné sur le joint d'étanchéité puis, classiquement, on procède à un sertissage de la plaque collectrice, par exemple par l'intermédiaire de dents situées sur la périphérie de la plaque collectrice. Néanmoins, en particulier pour diminuer les dimensions de la boîte collectrice, certaines plaques collectrices ne disposent pas de gorge ou rainure pour faciliter notamment le positionnement et le maintien en place du joint d'étanchéité. Cette plaque collectrice sans gorge ou rainure est divulguée et décrite dans le document 10 EP 1702191 déposé par la demanderesse. Dans ce dernier type de plaque collectrice, on connaît le document FR 2867553 qui divulgue un moyen de tenir le moyen d'étanchéité en position sur le couvercle. Ce faisant, 15 cette solution nécessite un pied de couvercle relativement large qui augmente d'autant la largeur de la boîte collectrice. La présente invention vise à remédier aux inconvénients des 20 boîtes collectrices, du type plaque collectrice / couvercle / joint d'étanchéité sans gorge ou rainure, de l'art antérieur en proposant une solution pour diminuer la largeur de la boîte collectrice. 25 Ainsi, l'invention consiste en une boîte collectrice pour échangeur de chaleur, comportant : - au moins une partie dite � plaque collectrice � destinée, grâce à des ouvertures ou collets, à la fixation d'une pluralité de tubes ou analogues dans lesquels circule au 30 moins un fluide, et s'étendant suivant une surface plane ; - au moins une partie dite � couvercle � destinée à fermer, via le pied de couvercle, au moins en partie ladite boîte collectrice, lors de sa fixation avec ladite plaque collectrice, ainsi qu' - un moyen d'étanchéité élastique disposé sur la plaque collectrice, caractérisée en ce que la largeur du pied de couvercle est au plus égale à la largeur du moyen d'étanchéité. On entend par l'expression � surface plane � relative à la plaque collectrice le fait que cette plaque collectrice s'étend suivant une surface unique plane, à l'exception des collets qui sont classiquement protubérants, en particulier au niveau de sa périphérie de sorte que la plaque collectrice ne présente aucune gorge, renforcement, rainure ou analogue, classiquement utilisé pour loger le moyen d'étanchéité (classiquement un joint élastique) et qui présente également la fonction de renforcer la plaque collectrice lors du sertissage des dents ou analogues de cette dernière afin de fixer le couvercle à la plaque collectrice. On notera également que l'expression � largeur ou épaisseur/hauteur du moyen d'étanchéité � s'entend du moyen d'étanchéité lorsque celui-ci est au repos, sans déformation élastique ou plastique. On entend par l'expression � pied de couvercle � la partie inférieure du couvercle venant appuyer sur le joint d'étanchéité (face inférieure du pied de couvercle, protubérance axiale comprise) et qui coopère avec la plaque collectrice pour se fixer, classiquement grâce à des dents de sertissage présentes sur la périphérie ou le pourtour de la plaque collectrice et qui sont rabattues, lors du sertissage, sur le pied de couvercle. Sur la figure 2, on a représenté visible le pied de couvercle 5 dans toute sa largeur ainsi que le couvercle 10 lui-même, qui s'étire au-dessus du pied de couvercle, afin de bien présenter ce que représente le pied de couvercle 5 par rapport au couvercle 10 et distinguer leurs dimensions respectives. D'autres aspects avantageux de l'invention sont présentés ci-après : - le pied de couvercle présente une partie protubérante s'étendant axialement ; - la longueur de la partie protubérante est inférieure à la hauteur ou l'épaisseur du joint d'étanchéité ; - le moyen d'étanchéité et le pied de couvercle présentent des formes respectives complémentaires de sorte que le pied de couvercle est disposé sans contact direct avec la plaque collectrice ; - le moyen d'étanchéité consiste en joint d'étanchéité à propriété élastique et/ou plastique ; - le moyen d'étanchéité est maintenu, avec ou sans tension, contre les extrémités des tubes protubérants par rapport à 15 la plaque collectrice ; - selon un aspect avantageux de l'invention, le pas de tube, ou la distance au centre entre deux collets contigus de la plaque collectrice, est compris entre 5 et 8 mm ; - selon un aspect particulièrement avantageux de 20 l'invention, le moyen d'étanchéité est en contact avec le tube. Ainsi, on améliore très significativement l'étanchéité au niveau de la liaison entre la plaque collectrice et le couvercle. 25 L'invention permet un gain substantiel en largeur de la boîte collectrice, au moins plusieurs millimètres (mm) (de l'ordre de 3 à 8 mm), ce qui permet de gagner en compacité de façon exceptionnelle, tout en conservant, voire en améliorant, la qualité de la liaison entre le couvercle et 30 la plaque collectrice. L'invention trouve son application tant pour les échangeurs de chaleur brasé que pour les échangeurs de chaleur dits � mécanique � dans lesquels les éléments de la boîte collectrice, à savoir classiquement la plaque collectrice et le couvercle, sont fixés entre eux de façon définitive par un moyen mécanique, par exemple le sertissage, le clampage ou autres. On notera que l'échangeur de chaleur dit � brasé � n'utilise pas d'étapes de fixation mécaniques pour sa réalisation mais pour l'ultime étape de fixation entre eux des différents éléments de la boîte collectrice. L'invention concerne également un échangeur de chaleur brasé, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes ou analogues dont les extrémités sont respectivement fixées à deux boîtes collectrices, caractérisé en ce que les deux boîtes collectrices sont telles qu'énoncées ci-dessus. L'invention concerne également un échangeur de chaleur, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes ou analogues dont les extrémités sont respectivement fixées à deux boîtes collectrices, les éléments constituant ladite boîte collectrice sont fixés mécaniquement les uns aux autres, caractérisé en ce que les 25 deux boîtes collectrices sont telles qu'énoncées ci-dessus. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : 30 - la figure 1 est une coupe schématique illustrant une plaque collectrice et un pied de couvercle de l'art antérieur ; - la figure 2 est une coupe schématique illustrant une plaque collectrice et le pied de couvercle selon l'invention. La figure 1 présente une plaque collectrice 1 de l'art antérieur. Elle comprend tous les éléments présents dans l'invention, à savoir un couvercle, plus exactement un pied de couvercle 2, une plaque collectrice plane 1, c'est-à-dire sans gorge, rainure ou analogue et enfin une extrémité de tube 3. On notera que sur les deux figures annexées, on a réalisé une ligne de coupe X'X, située sensiblement au milieu de l'axe de la plaque collectrice 1 et 4, de manière à présenter sensiblement à l'échelle les parties intéressantes, dans l'art antérieur et dans l'invention, à savoir le pied de couvercle 2 et 5, les extrémités latérales de la plaque collectrice 1 et 4 et le joint d'étanchéité 6 et 7. On note clairement dans la solution de l'art antérieur que la largeur du pied de couvercle 2 est supérieure à la largeur du joint d'étanchéité 6. Par ailleurs, ce pied de couvercle 2 comporte une partie 8 protubérante axialement. Cette partie 8 protubérante axialement présente une longueur sensiblement égale à la hauteur ou l'épaisseur de joint d'étanchéité 6 de sorte que lors de l'écrasement du joint d'étanchéité 6 par le pied de couvercle 2, cette partie protubérante 8 peut venir en contact direct avec la plaque collectrice 1. Par ailleurs, cette partie protubérante 8 a pour fonction secondaire d'isoler le tube 3 du joint d'étanchéité 6. Dans l'invention, représentée sur la figure 2, suite à une découverte surprenante, il a été constaté qu'il était avantageux de disposer le joint d'étanchéité 7 entre le pied de couvercle 5 et la plaque collectrice 4, le joint d'étanchéité 7 étant par ailleurs en contact avec le ou les tube(s) 3. En effet, Il a été observé que dans cette réalisation, la fonction d'étanchéité fournie par le joint d'étanchéité 7 est assurée de façon optimale. Par ailleurs, et ceci est l'objet principal de la présente invention, en réalisant un pied de couvercle 5 dont la largeur est au plus égale à la largeur du joint d'étanchéité 7, le gain en largeur de la boîte collectrice (ou de la plaque collectrice 4 et du couvercle, non représenté sur les figures annexées) est notable, de l'ordre de quelques millimètres (de 3 à 5 mm), tout en améliorant la liaison entre le couvercle 5 et la plaque collectrice 4, c'est-à- dire en particulier en améliorant de façon très significative l'étanchéité de leurs liaisons. Par ailleurs, le pied de couvercle 5 comporte, à l'instar de la réalisation de l'art antérieur, une partie protubérante 9 qui présente des dimensions particulières, choisies pour satisfaire l'objet de l'invention. Ainsi, cette partie 9 présente une =Longueur inférieure à la hauteur du joint d'étanchéité 7, ce qui contribue entre autre disposition à ce qu'il n'y ait pas, dans l'invention, un contact direct entre le pied de tube 5 et la plaque collectrice 4 et qu'entre ces deux éléments 4 et 5 est toujours présent le joint d'étanchéité 7. Les figures illustrent ce gain en largeur de la boîte collectrice (également dénommée parfois � collecteur �) car on y visualise par les lignes L1L1 et L2L2, les dimensions de la boîte collectrice de l'art antérieur à comparer avec les dimensions de la boîte collectrice de l'invention. La fixation du couvercle, non représenté sur les figures annexées, à la plaque collectrice 4 est réalisée de manière parfaitement connue et maîtrisée par l'homme du métier, par exemple à l'aide de dents prévues à cet effet sur la plaque collectrice 4 pour être serties sur les bords du couvercle. Revendications 1. Boîte collectrice pour échangeur de chaleur, comportant : - au moins une partie dite � plaque collectrice � (4) destinée, grâce à des ouvertures ou collets, à la fixation d'une pluralité de tubes (3) ou analogues dans lesquels circule au moins un fluide, et s'étendant suivant une surface plane ; - au moins une partie dite � couvercle � destinée à fermer, via le pied de couvercle (5), au moins en partie ladite. boîte collectrice, lors de sa fixation avec ladite plaque collectrice (4), ainsi qu' - un moyen d'étanchéité (7) élastique disposé sur la plaque 15 collectrice (4), caractérisée en ce que la largeur du pied de couvercle (5) est au plus égale à la largeur du moyen d'étanchéité (7). 2. Boîte collectrice selon la revendication 1, caractérisée 20 en ce que le pied de couvercle (5) présente une partie protubérante (9) s'étendant axialement. 3. Boîte collectrice selon la revendication 2, caractérisée en ce que la longueur de la partie protubérante (9) est 25 inférieure à la hauteur ou l'épaisseur du joint d'étanchéité (7). 4. Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen 30 d'étanchéité (7) et le pied de couvercle (5) présentent des formes respectives complémentaires de sorte que le pied de couvercle (5) est disposé sans contact direct avec la plaque collectrice (4). 9 . Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen d'étanchéité (7) consiste en un joint d'étanchéité à propriété élastique et/ou plastique. 5 6. Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le pas de tube, ou la distance au centre entre deux collets contigus de la plaque collectrice (4), est compris entre 5 10 et 8 mm. 7. Boîte collectrice selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moyen d'étanchéité (7) est en contact avec le tube (3). 15 8. Echangeur de chaleur brasé, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes (3) ou analogues dont les extrémités sont respectivement fixées à 20 deux boîtes collectrices, caractérisé en ce que les deux boîtes collectrices sont conformes à l'une des revendications précédentes. 9. Echangeur de chaleur, en particulier pour véhicules 25 automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes (3) ou analogues dont les extrémités sont respectivement fixées à deux boîtes collectrices, les éléments constituant ladite boîte collectrice sont fixés mécaniquement les uns aux autres, 30 caractérisé en ce que les deux boîtes collectrices sont conformes à l'une des revendications 1 à 7.