Brevet FR3055821A1 — publié le 20180316

Article serti à coins sertis Domaine technique La présente invention concerne le domaine technique des équipements de véhicules automobiles, notamment les équipements d'alimentation en air des moteurs de véhicules automobiles et plus particulièrement aux moteurs dont l'air d'alimentation provient d'un compresseur ou d'un turbocompresseur. État de la technique L'air d'alimentation provenant d'un compresseur ou d'un turbocompresseur est aussi appelé « air de suralimentation ». Afin d'augmenter la densité de l'air d'admission d'un moteur turbocompressé, il est connu de refroidir l'air de suralimentation sortant du compresseur au moyen d'un échangeur de chaleur qui est aussi appelé refroidisseur d'air de suralimentation (en abrégé : RAS). Un RAS comporte généralement un faisceau d'échange de chaleur. Ce faisceau d'échange de chaleur comporte un empilement de plaques ou de tubes formant alternativement des canaux de circulation pour l'air suralimenté à refroidir et des canaux pour la circulation de fluide caloporteur, notamment du liquide de refroidissement moteur. L'échange de chaleur entre les plaques ou les tubes et l'air de suralimentation est réalisé en partie par l'intermédiaire de turbulateurs. Le faisceau est enfermé dans un réceptacle qui de manière générale a la forme d'un cylindre droit et creux, le plus souvent à base rectangulaire, relié à l'une de ses extrémités ouvertes à une boite à air d'entrée et à l'autre à une boite à air de sortie (configuration en I, c'est-à-dire que l'air à refroidir suit un chemin en ligne droite) ; ou à une de ses extrémités ouvertes à une boite à air d'entrée et de sortie et à l'autre à une boite à air de déflexion (configuration en U, c'est-à-dire que l'air à refroidir suit un chemin coudé afin de ressortir sensiblement colinéairement à sa direction d'entrée). Des exemples d'un tel faisceau sont décrits par les documents DE 102009053884, 30 FR 2822532 et DE 502006001571. Le réceptacle est relié aux boites à air par l'intermédiaire d'un collecteur, dont la forme générale est un cylindre droit à base rectangulaire à coins arrondis. Le collecteur présente une première extrémité de 3055821 2 couplage à la boite à air et une deuxième extrémité de couplage au réceptacle du faisceau. La deuxième extrémité de couplage entoure entièrement le faisceau et est fixée à celui-ci par soudage et/ou brasage. La première extrémité de couplage comprend quatre rabats correspondant à chacun des côtés du réceptacle du faisceau ; les arrondis 5 au niveau des coins étant laissés dénués de rabats. Lors de la fixation du faisceau aux boites à eau, les rabats de la première extrémité du collecteur sont sertis sur une surface extérieure de la boite à air correspondante. Ainsi, la fixation est réalisée le long des rabats à l'exception des coins. Cette fixation en combinaison avec un joint assure l'étanchéité du RAS aux interfaces entre collecteurs et boites à eau. 10 Les boites à eau du RAS subissent des contraintes dues à la force exercée par les liquides qui traversent le faisceau jusqu'aux boites. Cette force est dirigée suivant une direction colinéaire à la génératrice du cylindre droit formé par le réceptacle et la bride de sertissage. Lors de tests, il a été observé un décollement de la boite à air du collecteur au niveau 15 des coins. Ce décollement tend à se propager le long des rabats jouxtant le coin en question par dessertissage de ceux-ci et aboutit in fine à la perte d'étanchéité du RAS à ces interfaces. Présentation de l'invention 20 Ainsi, un objectif de la présente invention est de palier un des inconvénients de l'état de la technique décrite ci-dessus, et notamment garantir la fixation entre le collecteur et la boite à air. Pour cela, la présente invention propose un article serti comprenant : - un couvercle présentant un coin ; 25 - une bride de sertissage présentant au moins une encoignure dont la forme correspond à celle du coin du couvercle ; et dans lequel une partie de l'encoignure de la bride de sertissage est sertie sur une surface du coin du couvercle. Ainsi, grâce au sertissage des coins, l'amorce du décollement est évité ; il ne peut donc se propager par la suite aux portions serties jouxtant les coins. D'autres caractéristiques optionnelles et non limitatives sont présentées ci-dessous. Le coin peut présenter un pourtour dont la forme est un arc de cercle de rayon R1. 3055821 3 La surface du coin peut en outre ou alternativement être creuse. La surface creuse est préférentiellement concave. La forme de la surface creuse concave est avantageusement choisie de sorte qu'une ligne sur la surface creuse concave marquée par un bord libre de la partie sertie de l'encoignure sur le coin présente une longueur égale à ± 20 % de la 5 longueur de l'arc de cercle de rayon R1 formant le pourtour du coin. Dans un mode particulier de réalisation, la surface creuse concave correspond à la surface d'une sphère de rayon R2 égal à ± 20 %, préférentiellement à ± 10 %, encore préférentiellement à ± 5 %, du rayon R1, toujours préférentiellement à environ Rl. Avantageusement, un pôle de la sphère de rayon R2 correspond au milieu de l'arc de 10 cercle de rayon Rl. Le couvercle peut présenter un contour dont fait partie le coin, et la bride de sertissage avant sertissage une paroi cylindrique dont fait partie la partie de l'encoignure destinée à être sertie et correspondant au contour du couvercle, après sertissage la paroi cylindrique étant sertie au moins en partie, de préférence en totalité, sur le contour du 15 couvercle. La partie sertie de l'encoignure présente préférentiellement une épaisseur constante. L'article serti peut en outre comprendre un réceptacle présentant un bord présentant une surface extérieure et une surface intérieure, la surface intérieure du bord délimitant un espace intérieur recouvert par le couvercle, le bord dessinant une forme 20 correspondant à celle du couvercle, dans lequel la surface extérieure est en contact avec la bride de sertissage. L'article est en particulier un article susceptible d'être soumis à une pression dont une composante exerce une force sur le couvercle sur une surface opposée à la surface du coin sur laquelle est sertie la partie de l'encoignure, cette partie de l'encoignure 25 exerçant alors une force opposée à celle exercée par la composante de la pression. L'invention concerne également un échangeur de chaleur comprenant un article serti tel que décrit ci-dessus, le couvercle étant une boite à air ou une boite à eau et la bride de sertissage un collecteur. L'invention concerne aussi un refroidisseur d'air de suralimentation comprenant un 30 échangeur de chaleur tel que décrit ci-dessus. L'invention concerne aussi un système de recirculation des gaz d'échappement comprenant un échangeur de chaleur tel que décrit ci-dessus. 3055821 4 Dessins D'autres objectifs, caractéristiques et avantages apparaitront à la lecture de la description détaillée qui suit en référence aux dessins, parmi lesquels : 5 la figure 1 est une illustration schématique d'un coin d'un couvercle et d'une encoignure d'une bride de sertissage d'un article selon la présente invention avant sertissage d'une partie de l'encoignure sur le coin du couvercle ; la figure 2 est une illustration schématique d'un coin d'un couvercle et d'une encoignure d'une bride de sertissage d'un article selon la présente invention après 10 sertissage d'une partie de l'encoignure sur le coin du couvercle ; la figure 3 est une vue en coupe du couplage entre le coin du couvercle et l'encoignure de la bride de sertissage selon la présente invention après qu'une partie de l'encoignure ait été sertie sur le coin ; la figure 4 est une vue schématique de dessus d'un couvercle selon l'invention ; 15 la figure 5 est une vue schématique de dessus d'un couvercle serti par une bride de sertissage selon l'invention ; la figure 6 est un schéma montrant un exemple de forme pour la surface du coin ; et la figure 7 est une vue de trois-quarts d'un échangeur de chaleur couplé à deux boites à air ; 20 la description et les dessins étant donnés à titre purement illustratif et non limitatif. Description Un article serti selon la présente invention est décrite ci-après en référence aux figures 1 à 7. 25 L'article serti 1 comprend un couvercle 2, une bride de sertissage 3 et éventuellement un réceptacle 4. Le couvercle 2 (comprenant généralement des parois latérales et une surface) présente un coin 21. Le coin 21 présente généralement deux parois latérales 25 (faisant notamment partie de deux parois latérales adjacentes du couvercle 2) et une surface 22 30 (faisant notamment partie de la surface du couvercle 2). Vu de dessus (c'est-à-dire dans une direction normale à la surface du coin 21), les deux parois latérales 25 du coin 21 forment un angle de moins de 180°. Le coin peut être arrondi ou chanfreiné, i.e. la 3055821 5 transition entre les deux parois, vue de dessus, est un arc de cercle de préférence ayant un rayon de 4±2 mm (formant le pourtour 23 du coin), ou un chanfrein de préférence ayant une longueur de 4±2 mm. Le couvercle 2 est préférentiellement en plastique ou métal, par exemple en aluminium ou en acier. 5 De préférence, la surface du coin 2 est creuse, de préférence concave, sur laquelle est sertie la partie sertie de l'encoignure 311. Le coin 2 est de préférence arrondi par un arc de cercle de rayon Rl. Dans ce cas, la surface creuse concave présente avantageusement une forme choisie de sorte qu'une ligne sur la surface creuse 22 concave marquée par un bord libre de la partie sertie de 10 l'encoignure 311 sur celle-ci présente une longueur égale à ± 20 % de la longueur de l'arc de cercle de rayon R1 formant l'arrondi du coin. En d'autres termes, le matériau de la partie sertie de l'encoignure 311 présente un allongement ou une compression de ± 20% à ce niveau. De préférence, la surface creuse 22 est telle qu'elle présente un point de plus bas niveau 211 sur l'arrondi du coin 21 et un point de plus haut niveau 212, et 15 que quelle que soit la hauteur à laquelle une coupe est réalisée entre le point de plus bas niveau 211 et le point de plus haut niveau 212, parallèlement à un plan moyen du couvercle 2 passant par ses parois latérales, la distance L2 du pourtour 23 du coin 2 à cette hauteur est : L2 = L1 ±20 %, de préférence L2 = L1 ± 10%, toujours de préférence L2 = L1 ± 5%, 20 encore de préférence L2 = Ll ; avec L1 la longueur du pourtour du coin à la hauteur du point de plus bas niveau. Un exemple d'une telle forme est illustré par la figure 6. Celui-ci est obtenu lorsque la surface creuse concave correspond à la surface d'une sphère de rayon R2 égal à ± 20 %, préférentiellement à ± 10 %, encore préférentiellement à ± 5 %, du rayon R1, 25 toujours préférentiellement à environ Rl. Avantageusement, le point de plus bas niveau est situé au milieu de l'arc de cercle de rayon Rl. Le couvercle 2 peut présenter un contour 24 dont fait partie le coin 21. Avant sertissage, la bride de sertissage 3 présente au moins une encoignure 31 dont la forme correspond à celle combinée des deux parois latérales 25 du coin 21 du couvercle 30 2. L'encoignure 31 comprend deux parois internes formant un angle correspondant à celui formé par les parois latérales du coin 2. L'encoignure peut être arrondie quand le coin est arrondi, i.e. la transition entre les deux parois de l'encoignure forme un arc de 3055821 6 cercle correspondant à celui du coin, de préférence de rayon 4±2 mm. L'encoignure peut encore être chanfreinée quand le coin est chanfreiné, i.e. la transition est un chanfrein correspondant à celui du coin, de préférence de largeur 4±2 mm. Une partie de l'encoignure de la bride de sertissage 3 est sertie sur la surface 22 du coin 21 du 5 couvercle 2. Typiquement avant sertissage, la bride de sertissage 3 peut présenter une paroi cylindrique dont fait partie la partie de l'encoignure 311 destinée à être sertie et correspondant au contour 24 du couvercle et après sertissage une partie de la paroi cylindrique est sertie au moins en partie, de préférence en totalité, sur le contour 24 du 10 couvercle. La bride de sertissage 3 peut comprendre une première extrémité de couplage 32 au couvercle 2, dont fait partie l'encoignure 31, et une deuxième extrémité de couplage 33 à un autre élément, tel que le réceptacle 4, afin de fixer le couvercle 2 à cet autre élément. 15 La première extrémité de couplage 32 peut comprendre une partie rabattue 321 sur le couvercle 2 après sertissage et une partie de contact 322 en contact avec les parois latérales du couvercle 2. Avant sertissage, la limite entre la partie rabattue 321 et la partie de contact 322 est généralement parallèle au plan moyen de la première extrémité de couplage 32, cette limite marque le pliage de la partie rabattue 321 par rapport à la 20 partie de contact 322. Après sertissage, la droite normale à la partie rabattue 321 et celle à la partie de contact 322 sont de préférence orthogonales entre elles, à l'exception éventuelle du ou des coins. De préférence, l'encoignure 31 est conservée dans la partie de contact 322 pendant le sertissage et déformée seulement dans la partie rabattue 321. 25 La bride de sertissage 3 est préférentiellement en métal, par exemple en aluminium ou acier. Plus particulièrement, la partie rabattue 321 de la bride de sertissage 3 peut recouvrir le couvercle 2 sur tout ou partie de son contour 24. Ici « tout le contour » doit être compris comme tout le long du contour et « partie du contour » comme signifiant avec 30 un ou des tronçons du contour qui ne sont pas concernés. Par ailleurs, le sertissage 322 peut être réalisé sur tout (partie basse de la figure 5) ou partie (partie haute de la figure 5) de la partie rabattue 321 de la bride de sertissage 3. 3055821 7 Bien entendu, le sertissage 322 ne pouvant être réalisé sur toute la partie rabattue 321 que dans le cas où celle-ci recouvre le couvercle 2 sur tout son contour 24. Lorsque la partie rabattue 321 est sertie seulement en partie, le sertissage 322 est de préférence réalisé à intervalle régulier. 5 Le contour 24 du couvercle 2 est de préférence polygonal, par exemple régulièrement polygonal, de préférence rectangulaire. Il n'est pas pris en compte l'arrondi des coins pour la description de la forme générale du contour du couvercle, les coins arrondis étant assimilés aux angles de la forme générale. La partie rabattue 321 comprend autant de parties serties 311 d'encoignures que le contour 24 du couvercle présente de coins 10 21. Lorsque la partie rabattue 321 de la bride de sertissage 3 recouvre en partie le couvercle 2 le long de son contour 24, celle-ci peut comprendre par exemple des tronçons sertis 3221 au contour 24 du couvercle et séparés les uns des autres par un espace, notamment lorsqu'avant sertissage, la première partie de couplage 32 de la bride 15 de sertissage 3 présente une forme crènelée. Les tronçons séparés peuvent présenter des largeurs, i.e. la dimension prise dans le sens de la séparation, différentes ou égales, de préférence égales. Autre exemple, lorsque le contour 24 du couvercle 2 est polygonal, la partie rabattue 321 de la bride de sertissage 3 comprend des tronçons correspondant aux côtés du 20 polygone et dont les longueurs sont sensiblement égales à la longueur des côtés correspondant du polygone et séparés des parties serties d'encoignure 311 par un espace. Les tronçons peuvent être chacun serti sur toute ou partie de leur longueur. S'ils sont sertis sur une partie de leur longueur, le sertissage est de préférence réalisé par intervalle régulier. 25 Lorsque la partie rabattue 321 de la bride de sertissage 3 recouvre le couvercle 2 sur tout son contour 24, le sertissage peut être réalisé continument sur tout le contour 24 ou sur une partie seulement, notamment à intervalle régulier. De préférence, la partie sertie de l'encoignure 311, le cas échéant la partie rabattue 321 de la bride de sertissage 3, présente une épaisseur constante. Ainsi, la première 30 extrémité de couplage 32 de la bride de sertissage présente de préférence une épaisseur constante. Cependant, il est également possible de prévoir que l'ensemble de la bride de sertissage 3 présente une épaisseur constante, i.e. y compris la deuxième partie de 3055821 8 couplage. Dans le cadre du présent exposé, l'épaisseur de la bride de sertissage 3 est sa dimension la plus petite : c'est celle qui est perpendiculaire à la surface du couvercle lorsque une fois sertie, et éventuellement à celle du réceptacle 4, à laquelle la bride de sertissage 3 est couplé. De préférence, cette épaisseur constante est comprise entre 5 0,8 mm et 3 mm. Le réceptacle 4 présente généralement un bord présentant une surface extérieure et une surface intérieure. La surface intérieure du bord délimite un espace intérieur recouvert par le couvercle 2. Le bord dessine une forme correspondant à celle du couvercle 2. La surface extérieure du bord est en contact avec la bride de sertissage 3, 10 notamment avec sa deuxième extrémité de couplage 33. La bride de sertissage 3 enserre la surface extérieure et y est fixée préférentiellement par brasage et/ou soudage. De manière générale, l'article 1 est un article susceptible d'être soumis à une pression dont une composante exerce une force Ff sur une surface du couvercle opposée à la surface du coin 21 sur laquelle est sertie la partie sertie de l'encoignure 311, cette 15 partie sertie de l'encoignure 311 exerçant alors une force Fe opposée à celle exercée par la composante de la pression. Un tel article est par exemple un échangeur de chaleur 1 qui comprend de manière conventionnelle les éléments mentionnés dans l'introduction ci-dessus, dans la partie décrivant l'état de l'art. Ainsi, la bride de sertissage 3 correspond au collecteur, le 20 couvercle 2 à une boite à air (comme sur la figure 7) ou une boite à eau et le cas échéant, le réceptacle 4 au carter du faisceau de l'échangeur de chaleur. Un tel échangeur est avantageusement utilisé pour un refroidisseur d'air de suralimentation ou un système de recirculation des gaz d'échappement. 25 REVENDICATIONS1. Article serti comprenant : - un couvercle (2) présentant un coin (21) ; - une bride de sertissage (3) présentant avant sertissage au moins une encoignure (31) dont la forme correspond à celle du coin (21) du couvercle ; et dans lequel une partie de l'encoignure (311) de la bride de sertissage (3) est sertie sur une surface (22) du coin (21) du couvercle (2). 2. Article serti selon la revendication 1, dans lequel le coin (21) présente un pourtour (23) dont la forme est un arc de cercle de rayon R1. 3. Article serti selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la surface (22) du coin (21) est creuse. 4. Article serti selon la revendication 3, dans lequel la surface creuse (22) est concave. 5. Article serti selon la revendication 4, dans lequel la surface creuse (22) concave présente une forme choisie de sorte qu'une ligne sur la surface creuse concave marquée par un bord libre de la partie sertie de l'encoignure (311) sur le coin (21) présente une longueur égale à ± 20 % de la longueur de l'arc de cercle de rayon R1 formant le pourtour (23) du coin. 6. Article serti selon la revendication 5, dans lequel la surface creuse (22) concave correspond à la surface d'une sphère de rayon R2 égal à ± 20 %, préférentiellement à ± 10 %, encore préférentiellement à ± 5 %, du rayon R1, toujours préférentiellement à environ Rl. 7. Article serti selon la revendication 6, dans lequel un pôle de la sphère de rayon R2 correspond au milieu de l'arc de cercle de rayon Rl. 3055821 10 8. Article serti selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le couvercle (2) présente un contour (24) dont fait partie le coin (21), dans lequel la bride de sertissage (3) présente avant sertissage une paroi cylindrique dont fait partie la partie de l'encoignure (311) destinée à être sertie et correspondant au contour (24) du couvercle, 5 dans lequel après sertissage une partie de la paroi cylindrique est sertie au moins en partie, de préférence en totalité, sur le contour (24) du couvercle. 9. Article serti selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel la partie sertie de l'encoignure (311) présente une épaisseur constante. 10 10. Article serti selon l'une des revendications 1 à 9, comprenant en outre un réceptacle (4) présentant un bord présentant une surface extérieure et une surface intérieure, la surface intérieure du bord délimitant un espace intérieur recouvert par le couvercle (2), le bord dessinant une forme correspondant à celle du couvercle (2), dans 15 lequel la surface extérieure est en contact avec la bride de sertissage. 11. Article serti selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel l'article est un article susceptible d'être soumis à une pression dont une composante exerce une force sur le couvercle (2) sur une surface opposée à la surface du coin sur laquelle est sertie la 20 partie sertie de l'encoignure (311), cette partie de l'encoignure (31) exerçant alors une force opposée à celle exercée par la composante de la pression. 12. Échangeur de chaleur (1) comprenant un article serti selon l'une des revendications 1 à 11, le couvercle (2) étant une boite à air ou une boite à eau et la bride 25 de sertissage (3) un collecteur. 13. Refroidisseur d'air de suralimentation comprenant un échangeur de chaleur (1) selon la revendication 12. 30 14. Système de recirculation des gaz d'échappement comprenant un échangeur de chaleur (1) selon la revendication 12.