Brevet FR2938052A1 — publié le 20100507

Plaques collectrices à gorge pour boîtes collectrices d'échangeur de chaleur L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de 5 chaleur, en particulier pour véhicules automobiles. L'invention concerne plus spécifiquement une boîte collectrice comportant une plaque collectrice, pour la fixation des extrémités de tubes du faisceau d'échange de 10 chaleur, présentant une gorge pour le logement d'un moyen d'étanchéité. On connaît ce type de plaque collectrice dont un exemple de réalisation est présenté sur la figure 1 annexée. Ce type 15 de plaques collectrices présente l'avantage, outre le logement adéquat du joint d'étanchéité, de permettre un maintien et une fixation du pied (extrémité inférieure) du couvercle de la boîte collectrice ; la fixation entre la plaque collectrice et la couvercle de la boîte collectrice 20 étant assurée par sertissage des dents présentes sur le pourtour ou la circonférence de la plaque collectrice. Par ailleurs, la plaque collectrice avec gorge (également dénommée plaque collectrice à médaillon) permet d'accroître la rigidité mécanique, en particulier lors de la fixation 25 par sertissage du couvercle et de la plaque collectrice. Néanmoins, malgré ces avantages indéniables, une plaque collectrice à gorge (ou à médaillon) présente un certain nombre d'inconvénients. Du fait de l'emboutissage réalisé sur la plaque collectrice pour former par saillie la hauteur de gorge (dit médaillon) de la plaque collectrice, les deux extrémités longitudinales (correspondant aux petits côtés) du 30 médaillon (protubérance ou saillie de la partie de réception des extrémités de tube), du fait du flux de matière en particulier au niveau des coins/angles, sont particulièrement amincies d'où une difficulté accrue lors de la crevée de la plaque pour former les orifices/ouvertures de réception des extrémités de tube. Par ailleurs, pour des considérations géométriques de réalisation des rayons des extrémités du médaillon et aussi considérant l'obligation d'uniformité de l'ensemble des tubes du faisceau de l'échangeur de chaleur, il est nécessaire de réduire la largeur de l'ensemble des tubes ce qui dégrade d'autant les performances thermiques de l'échangeur de chaleur. En outre, les orifices/ouvertures d'extrémité de la plaque collectrices doivent se situer à une distance relativement importante de l'extrémité de la plaque collectrice elle-même afin d'autoriser, lors de l'emboutissage, le flux de matière nécessaire à la formation du médaillon. Enfin, le montage du joint d'étanchéité dans la gorge de la plaque collectrice, du fait de l'étroitesse de ladite gorge et de la mise en place du joint par un opérateur, est particulièrement mal aisée, ce qui conduit à une perte de temps importante lors du montage, voire à un mauvais positionnement du joint d'étanchéité. La présente invention vise à remédier aux inconvénients des plaques collectrices de l'art antérieur en proposant une solution pour éviter l'ensemble des problèmes à l'utilisation d'une plaque collectrice avec gorge ou médaillon. Ainsi, l'invention consiste en une plaque collectrice pour une boîte collectrice d'un échangeur de chaleur, comprenant une pluralité d'orifices aptes à la fixation de tubes, une première partie protubérante accueillant une majorité desdits orifices de manière à former une gorge périphérique, caractérisée en ce qu'au moins un desdits orifices d'extrémité est situé dans une zone plane. On entend par l'expression � zone plane � le fait que le susdit orifice d'extrémité est au niveau inférieur de la plaque collectrice (par opposition à la partie protubérante), c'est-à-dire au niveau de la gorge périphérique de la plaque collectrice. D'autres aspects avantageux de l'invention sont présentés ci-après : - les deux orifices d'extrémité, respectivement de chaque côté de la plaque collectrice, sont situés dans une zone plane ; - Les orifices de la partie protubérante (dite également partie � médaillon) mais également éventuellement tous les orifices de la plaque collectrice où qu'ils soient situés, comportent un collet. Ce collet, classiquement obtenu par emboutissage et/ou crevée, est dirigé vers l'intérieur de la plaque collectrice, ou plus précisément vers l'intérieur de la boîte collectrice ; - la plaque collectrice comprend une seconde partie, dite plane (ou non protubérante) et/ou à plan incliné, dans laquelle les orifices présentent également un collet ; - la partie à plan incliné de la seconde partie comprend une pluralité d'orifices ; - cette partie à plan incliné présente une inclinaison formant un angle compris entre 0 et 35° par rapport à l'horizontal, de préférence compris entre 15° et 25°; ici, dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention, l'angle est égal à 22°. - la plaque collectrice comprend deux secondes parties, situées respectivement aux deux extrémités opposées de la 5 plaque collectrice ; - la plaque collectrice comprend des dents de sertissage ou analogues, situées sur au moins une partie des bords d'extrémité de la plaque collectrice, aptes à assurer la fixation par sertissage avec une partie du couvercle. 10 La zone plane est une zone sans relief, donc sans gorge ni aucune protubérance d'aucune sorte, hormis les collets situés autour des orifices de passage des tubes. 15 La présente invention concerne également une boîte collectrice pour échangeur de chaleur, comportant au moins un couvercle fixé sur une plaque collectrice, caractérisée en ce que la plaque collectrice est telle que définie ci-dessus. 20 Selon une possibilité offerte par l'invention, le couvercle est fixé à la plaque collectrice par sertissage de dents, ou analogues, présentes sur le pourtour de la plaque collectrice. Dans ce cas, idéalement, un joint d'étanchéité 25 est présent et disposé au moins en partie entre le pied (ou partie inférieure) du couvercle et la plaque collectrice. Avantageusement, le joint sera tendu autour des tubes extrêmes (tubes situé sur la plaque collectrice aux deux 30 extrémités opposées de la plaque collectrice). Enfin, l'invention vise également un échangeur de chaleur, comportant un faisceau d'échange de chaleur pour l'échange de chaleur entre au moins deux fluides, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une boîte collectrice selon l'une des revendications précédentes. 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 coupe d'une plaque collectrice avec médaillon ou partie protubérante selon l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue schématique d'une portion d'une plaque collectrice selon la présente invention, visible du côté intérieur de ladite plaque collectrice ; 15 - la figure 3 est une vue de la plaque collectrice de la figure 2, visible du côté extérieur de ladite plaque collectrice ; - La figure 4 représente la plaque collectrice selon 20 l'invention, visible du côté intérieur, dans le même mode d'exécution que celui des figures 2 et 3, des tubes étant fixés dans ses orifices ; - la figure 5 représente la figure de la plaque collectrice 25 de la figure 4 avec un joint d'étanchéité disposé et fixé notamment dans sa gorge. La plaque collectrice de l'art antérieur 1 consiste en une plaque à médaillon formant, grâce à sa partie médaillon 30 protubérante 2 et ses bords latéraux relevés 3 sensiblement à la même hauteur que ladite partie protubérante 2, intrinsèquement une gorge 4. Cette gorge 4 permet le placement d'un joint d'étanchéité ou analogue, non représenté sur la figure 1, et son maintien relativement10 ferme, une fois mis en place (avec difficulté), jusqu'à la fixation avec un couvercle, et plus particulièrement un pied de couvercle. Nous ne revenons ici pas plus avant sur les principaux inconvénients (et avantages) de ce type de réalisation de plaque collectrice qui ont été traité dans l'introduction de la description. La plaque collectrice 5 de l'invention est représentée selon un mode de réalisation sur les figures 2 à 5. La plaque collectrice 5 est issue d'une bande de tôle métallique, à l'identique et classiquement par rapport à l'art antérieur. Par ailleurs, toutes les opérations réalisées sur la plaque collectrice 5 de l'invention sont effectuées par des procédés industriels connus, notamment l'emboutissage, le découpage, le pliage, l'estampage. La partie médaillon 6 de la plaque collectrice 5 est obtenue par emboutissage et la partie inclinée 7 est également obtenue par emboutissage, de préférence lors de la formation de la partie protubérante 6 formant médaillon. Les dents de sertissage 8 présentes sur le pourtour ou périphérie de la plaque collectrice 5 sont obtenues par découpe. 30 La partie protubérante formant médaillon 6 est directement, et sans transition, suivie de la partie plan incliné 7 pour aboutir à la zone d'extrémité 9 formée par une zone plane. 25 Dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention, il est prévu un seul orifice/ouverture 10 dans la zone plane 9 mais bien entendu, on pourra prévoir plusieurs orifices 10 dans cette zone plane 9. Enfin, comme illustré sur la figure 5, un joint d'étanchéité 12 est positionné dans la partie formant gorge du fait de la partie médaillon 6 et contre les bords relevés 3 de la plaque collectrice 5. Grâce à la présence à au moins l'une des extrémités de la plaque collectrice 5 d'une zone plane 9, il y a une place beaucoup plus importante (que si il y a une gorge 4 jusqu'à l'extrémité de la plaque 1) de sorte que le joint 12 est facilement mis en place par un opérateur. Par ailleurs, le joint d'étanchéité 12 comporte idéalement au moins à l'une de ses extrémités, soit sur au moins l'un de ses petits côtés, une butée 13 destinée à venir en butée ou contact avec l'extrémité dépassant du tube d'extrémité 14. De préférence, cette butée 13 existe sur les deux petits côtés opposés du joint d'étanchéité 12. Le joint pourra être monté en extension autour des tubes extrêmes. Ainsi, l'idée de l'invention réside dans le fait d'adapter une plaque collectrice 5 à médaillon 6, ou dite à gorge périphérique, avec l'ensemble de ses caractéristiques avantageuses en palliant à ses défauts, au niveau des extrémités 9 de la plaque collectrice 5. Ainsi, la plaque collectrice 5 selon l'invention consiste en une plaque collectrice à médaillon 6 dont les extrémités 9 sont de type à collecteur plat. Revendications1. Plaque collectrice (5) pour une boîte collectrice d'un échangeur de chaleur, comprenant une pluralité d'orifices (10, 11) aptes à la fixation de tubes, une première partie protubérante (6) accueillant une majorité desdits orifices (11) de manière à former une gorge périphérique, caractérisé en ce qu'au moins un desdits orifices d'extrémité (10) est situé dans une zone plane (9). 2. Plaque collectrice (5) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux orifices d'extrémité (10), respectivement de chaque côté de la plaque collectrice (5), sont situés dans une zone plane (9). 3. Plaque collectrice (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque collectrice comprend une seconde partie, dite plane (9) et/ou à plan incliné (7), dans laquelle les orifices (10) présentent un collet. 4. Plaque collectrice (5) selon la revendication 3, caractérisée en ce que la partie à plan incliné (7) de la seconde partie comprend une pluralité d'orifices. 5. Plaque collectrice (5) selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la partie à plan incliné (7) présente une inclinaison formant un angle p compris entre 0 et 35° par rapport à l'horizontal, de préférence compris entre 15°et 25°. 6. Plaque collectrice (5) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que la plaque collectrice (5) comprend deux secondes parties (7, 9), 8situées respectivement aux deux extrémités opposées de la plaque collectrice (5). 7. Plaque collectrice (5) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la plaque collectrice (5) comprend des dents de sertissage (8) ou analogues, situées sur au moins une partie des bords d'extrémité (3) de la plaque collectrice (5), aptes à assurer la fixation par sertissage avec une partie d'un couvercle. 8. Boîte collectrice (5) pour échangeur de chaleur, comportant au moins un couvercle fixé sur une plaque collectrice (5), caractérisée en ce que la plaque collectrice (5) est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Boîte collectrice selon la revendication 8, caractérisée en ce que le couvercle est fixé à la plaque collectrice (5) par sertissage de dents (8), ou analogues, présentes sur le pourtour de la plaque collectrice (5) ; un joint d'étanchéité (12) étant présent et disposé au moins en partie entre le pied (ou partie inférieure) du couvercle et la plaque collectrice (5). 10. Boîte collectrice selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le joint est tendu autour des tubes extrêmes. 11. Echangeur de chaleur, comportant un faisceau d'échange de chaleur pour l'échange de chaleur entre au moins deux fluides, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une boîte collectrice selon l'une des revendications 8 à 10.