Brevet FR3089000A1 — publié le 20200529

Description Titre de l'invention : Agencement d'un échangeur de chaleur. [0001] La présente invention a pour objet un agencement d'un échangeur de chaleur et plus particulièrement d'une tubulure parmi plusieurs tubulures possibles sur une boite collectrice. [0002] L'invention concerne un agencement d'un échangeur de chaleur destiné à une ap- plication dans un véhicule comprenant au moins une tubulure, la tubulure étant destinée à réaliser une portion de conduit d'entrée ou de sortie débouchant dans une boite collectrice de l'échangeur par une ouverture dédiée. [0003] 11 est connu des dispositifs d'assemblage de cieux tubulures, en particulier pour un as- semblage bout à bout de deux tubulures clans un circuit de fluide, notamment clans un véhicule automobile. On connaît déjà de manière générale des dispositifs d'assemblage de ce type qui sont utilisés plus particulièrement pour assurer une connexion à l'intérieur d'un circuit de fluide caloporteur dans un véhicule automobile. A cet effet, une application particulière d'un tel dispositif est l'assemblage d'une tubulure d'entrée ou de sortie d'un échangeur de chaleur, dans lequel le fluide caloporteur doit échanger de la chaleur avec un autre milieu, par exemple de l'air passant au travers du faisceau, et une conduite amenant le fluide dans ou hors de cet échangeur de chaleur. [0004] Par le terme "tubulure" on entend désigner ici généralement tout moyen de transfert de fluide, qui comprend au moins une partie tubulaire, telle que, par exemple, un tube, un conduit, un embout, une entretoise, etc. [0005] Les dispositifs de tubulure connus sont complexes clans leur mise en oeuvre notamment pour ce qui concerne l'étanchéité de la tubulure. Ces dispositifs connus utilisent par conséquent une multitude de pièces à assembler, ce qui a pour inconvénient de nécessiter un assemblage en plusieurs étapes. Cela se traduit par un temps de cycle de montage long et couteux, hors cycle de montage traditionnel. Pour éviter une telle situation, il est connu d'adapter durant la phase de conception du circuit, la tubulure à l'architecture même du circuit de telle sorte que chaque échangeur est directement fabriqué avec un seul type de tubulure d'entrée ou sortie, éloignant ainsi toute possibilité d'en modifier la composition afin d'adapter l'échangeur à d'autres typologies de circuit. Il a ainsi été relevé une impossibilité à utiliser un même échangeur pour plusieurs architectures distinctes de circuit, ce qui tend à éloigner d'autant la possibilité d'adapter facilement et à moindre coût, la tubulure d'entrée ou sortie selon les contraintes d'intégration du circuit sous capot moteur. [0006] Il est bien connu que les véhicules automobiles sont animés par des systèmes de propulsion thermique et/ou électrique, dans lesquels sont disposés des échangeurs de chaleur permettant leur management thermique. Du fait de cette multiplicité des 2 systèmes à refroidir, il est donc indispensable de réguler la température de ces systèmes de manière fiable pour éviter tout dysfonctionnement, sans pour autant accroître ostensiblement le tout associé. Le recours à une standardisation des échangeurs tend à apporter une réponse à laquelle l'adaptation des tubulures doit faire écho. [0007] L'invention vise à remédier aux inconvénients suscités en proposant un agencement d'un échangeur de chaleur pour un véhicule comprenant au moins une tubulure, la tubulure étant destinée à réaliser une portion de conduit d'entrée ou de sortie débouchant dans une boite collectrice de l'échangeur par une ouverture dédiée. [0008] Selon l'invention, l'agencement est remarquable en cc qu'il comprend un dispositif de guidage destiné au montage réversible dc la tubulure sur la boite collectrice, la tubulure étant notamment apte à se déplacer le long d'un axe approximativement longitudinal de la boite collectrice, vers une position finale de montage. [0009] Le dispositif de guidage peut comprendre au moins une butée sur laquelle la tubulure est positionnée en appui de sorte à bloquer axialement son déplacement lors de son montage sur l'échangeur. [0010] L'élément dc guidage peut comprendre une empreinte ayant une surface sen- siblement plane entourant l'ouverture dc la boite collectrice, la butée étant disposée au regard de l'empreinte et écartée de celle-ci afin de créer une glissière apte à recevoir la tubulure. [0011] L'écart entre la butée et la surface plane de l'empreinte peut être approximativement constant et sensiblement identique à l'épaisseur d'une collerette s'étendant de manière radiale à l'une des extrémités de la tubulure. [0012] Selon une variante de réalisation, la glissière est de section biseautée de telle sorte que le jeu entre la butée et une collerette de la tubulure est pour partie de dimension continuellement variable. [0013] La collerette comprend des faces opposées intérieure et extérieure destinées à venir respectivement en appui sur la surface plane de l'empreinte et sur la butée, l'empreinte et la butée étant réalisées sur la boite collectrice. [0014] La boite collectrice peut être réalisée en matière plastique par moulage. [0015] L'empreinte et la butée peut être réalisée par surmoulage d'un boite collectrice réalisée dans un matériau différent. [0016] La butée peut être une nervure linéaire définissant avec l'empreinte, une glissière de profil sensiblement en U. [0017] La glissière peut comprendre des branches parallèles entre elles s'étendant dans la direction d'axe approximativement longitudinal de la boite collectrice. [0018] L'extrémité libre de chaque branche de la glissière peut déboucher au niveau de la partie sommitale de la boite collectrice. 3 [0019] La tubulure peut comprendre une rainure de profil sensiblement circulaire réalisée sur la face intérieure de la collerette dans lequel est agencé un joint d'étanchéité, notamment de type torique. [0020] L'agencement peut comprendre un moyen d'encliquetage dc la tubulure en position finale sur l'échangeur de chaleur. [0021] Ledit moyen d'encliquetage peut comprendre au moins une languette deformable s'étendant en saillie hors de la face intérieure de la collerette, l'extrémité libre de chaque languette étant destinée à venir en appui contre une butée transversale s'étendant en saillie hors de la surface plane de l'empreinte afin de bloquer longitudinalement la tubulure en position finale de montage au regard dc l'ouverture. [0022] L'invention a aussi trait à un véhicule comportant un échangeur dc chaleur, le véhicule comprenant un agencement ayant l'une quelconque des caractéristiques susmentionnées. [0023] L'échangeur peut être relié à un circuit de refroidissement d'un organe fonctionnel à refroidir par l'intermédiaire d'une tubulure, l'échangeur étant notamment du type d'un radiateur. [0024] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés. la figure 1 représente selon une vue en perspective partielle un échangeur dc chaleur comportant l'agencement selon l'invention, rendant apte le montage de l'une d'entre les deux tubulures visibles sur cette figure sur la boite collectrice. la figure 2 représente une vue en perspective de trois quart arrière d'une des tubulures de la figure 1. la figure 3 représente la tubulure de la figure 2 dans une position finale de montage sur l'échangeur de chaleur. [fig.1] la figure 4 représente un agrandissement de la figure 3 selon la coupe IV-IV mettant en exerce les moyens d'encliquetage de la tubulure en position finale sur l'échangeur de chaleur ainsi que les moyens d'étanchéité associés. [0025] Par convention, dans ce qui suit les axes longitudinal et transversal sont définis de telle sorte que le faisceau de l'échangeur de chaleur est constitué de tubes qui sont parallèles entre eux et superposés le long d'un axe longitudinal, chaque tube s'étendant le long d'un axe transversal à l'échangeur. Le faisceau s'étend ainsi dans un plan P d'axes longitudinal et transversal et par convention, compte tenu d'une disposition traditionnelle d'un échangeur de chaleur dans un compartiment moteur d'un véhicule, l'axe longitudinal de l'échangeur de chaleur est sensiblement parallèle à l'axe vertical du véhicule, tandis que l'axe transversal du faisceau s'étend parallèlement à l'axe transversal du véhicule. Le flux d'air de refroidissement qui passe au travers du faisceau pour refroidir le fluide qui circule à l'intérieur, est alors sensiblement parallèle à l'axe longitudinal de déplacement du véhicule. [0026] L'échangeur de chaleur de la figure 1 montre la possibilité offerte de montage d'un parmi les deux tubulures 2A, 2B, ce qui permet d'adapter l'échangeur de chaleur à l'architecture d'un circuit, par exemple d'un circuit de refroidissement. [0027] La tubulure 2A est une tubulure coudée de sorte qu'elle permet un renvoi à 90c de l'ouverture d'entrée ou de sortie de fluide avec laquelle elle coopère. La tubulure 2A est conformée pour rendre apte la fixation d'une conduite (non représentée) d'écoulement d'un fluide présentant au moins une portion sensiblement parallèle au plan P du faisceau de l'échangeur de chaleur. Bien entendu, il existe des variantes de réalisation (non représentées) selon lesquelles le renvoi coudé présente un autre degré de renvoi. [0028] La tubulure 2B se différencie de la tubulure coudée en ce qu'elle présente un profil droit de telle sorte qu'elle s'étend directement perpendiculairement au faisceau de l'échangeur 3 de chaleur. La figure 3 et la figure 4 représentent la tubulure 2A droite dans une position finale de montage sur la boite collectrice de l'échangeur de chaleur. [0029] La tubulure 2A, 2B assure la liaison entre l'extrémité d'une conduite non représentée et l'ouverture 6 de la boite collectrice. Du fait du montage de la tubulure sur la boite collectrice, la tubulure assemblée est un conduit 4 d'entrée ou de sortie qui débouche directement dans une boite collectrice 5 de l'échangeur par l'intermédiaire de l'ouverture 6 correspondante. [0030] Le faisceau de l'échangeur 3 de chaleur comprend au niveau de ses extrémités latérales des boites collectrices. Seule l'une des boites collectrices 5 est représentée, sachant que l'autre boite peut reprendre les mêmes caractéristiques techniques. [0031] La boite collectrice 5 se compose d'une plaque collectrice perforée au travers de laquelle s'étend chacune des extrémités des tubes pouvant être solidarisés par soudage. Un couvercle rapporté serti sur la plaque collectrice définit un volume de la boite collectrice. La boite collectrice 5 comprend une ouverture 6 sachant qu'il peut aussi être envisagé plusieurs ouvertures sur une même boite collectrice 5. [0032] Sur la figure 1, l'ouverture d'entrée ou de sortie est réalisée sur une partie sommitale de la boite collectrice 5. Le couvercle de la boite collectrice peut être réalisée par moulage d'une matière plastique. Une empreinte 9 est réalisée autour de l'ouverture 6 afin de créer une surface plane contre laquelle la tubulure 2a, 2B est destinée à venir en appui, comme cela sera décrit plus en détail par la suite. [0033] La surface plane réalisée sur la boite collectrice 5 débouche au niveau de sa partie sommitale. Une telle surface va permettre avantageusement de constituer une surface d'appui contre laquelle la tubulure 2a ou 2B est destinée à venir en appui. La boite collectrice 5 comprend un dispositif de guidage 7, 8 qui est conformée de telle manière qu'il permet un montage de la tubulure de façon sensiblement coaxiale à l'ouverture 6 selon un déplacement qui s'opère selon la direction DL d'axe approximativement longitudinal de la boite collectrice jusqu'à une position finale PF de montage dans laquelle la tubulure est placée de façon sensiblement coaxiale à l'ouverture. La boite collectrice 5 comprend une butée 10 qui s'étend au regard de la surface plane de l'empreinte 9 de telle sorte qu'elle forme avec cette dernière une glissière, aussi qualifiée de guide coulisse. La géométrie de la glissière est assujettie à elle de la tubulure qui comprend à cet effet une collerette 8. Ainsi, le positionnement de la collerette au niveau de la glissière permet un montage de la tubulure sur la boite collectrice. [0034] La glissière du dispositif de guidage 7 est ainsi définie pour partie par la butée 10 et la surface plane contre lesquelles la tubulure 2A, 2B est positionnée en appui de sorte à la bloquer axialement durant son montage sur l'échangeur. [0035] La butée 10 présente un profil sensiblement en U que le contour de la collerette 8 suit. La collerette 8 est ainsi de profil sensiblement complémentaire à la butée 10 afin de permettre un coulissement de la collerette dans la rainure de la boite collectrice. La collerette 8 s'étend de manière sensiblement radiale à l'une des extrémités de la tubulure 2A, 2B de sorte que le conduit 4 vient à affleurement de la face intérieure de la collerette 8, comme cela est visible sur la figure 2. [0036] Sur la figure 3 et la figure 4, la tubulure 2B est représentée en position finale de montage de telle sorte que les faces opposées intérieure et extérieure de la collerette 8 sont disposées en appui sur la surface plane de l'empreinte 9 et sur la butée 10. [0037] Sur les figures, le conduit 4 définit par la tubulure 2A, 2B comprend une extrémité libre opposée à la collerette 8 qui est chanfreinée afin d'en favoriser l'assemblage avec une conduite. Le conduit 4 comprend un contour extérieur nervuré qui vise à améliorer sa tenue avec une conduite rapportée. [0038] L'écart entre la butée 10 et la surface plane de l'empreinte 9 est approximativement constant et sensiblement identique à l'épaisseur d'une collerette 8. Une telle glissière permet un montage de la tubulure par coulissement. [0039] L'agencement comprend une rainure 82 de profil sensiblement circulaire réalisée sur la face intérieure de la collerette 8, en périphérie de l'extrémité du conduit débouchant au travers de la collerette. Un joint d'étanchéité 12 est disposé à l'intérieur de la rainure 82 afin d'assurer une étanchéité entre la tubulure et la boite collectrice. Le joint d'étanchéité 12 peut être du type d'un joint torique. Il peut aussi être un joint collé rapporté directement dans la rainure 82 par exemple par extrusion. [0040] Afin de protéger le joint, selon une variante de réalisation, la butée 10 est inclinée par 6 rapport à la surface plane de telle sorte que la glissière présente un profil sensiblement biseauté. Le jeu entre la butée 10 et la collerette 8 de la tubulure est ainsi de dimension variable. Cela a pour avantage de ne pas contraindre le joint d'étanchéité durant le montage de la tubulure, l'écart au niveau de la partie sommitale de la glissière étant plus grand que dans la partie basse qui correspond à la portion de la glissière qui assure la jonction entre chacune des portions rectilignes parallèles des branches du U. [0041] Sur la figure 4, la tubulure 2B est montée sur la boite collectrice de telle manière que la partie sommitale de la collerette 8 qui présente un profil sensiblement rectiligne qui est logé en appui contre une butée transversale 11. La butée transversale 11 est l'une des parois délimitant une cavité 51 réalisée dans la boite collectrice 5. L'appui de la collerette est réalisé par un moyen d'encliquetage qui comprend des languettes 81 déformables, ici au nombre de deux. Sur la figure 2, les languettes 81 sont en saillie hors de la face intérieure de la collerette 8. Sur la figure 3, les languettes 81 sont positionnées à l'intérieur de la cavité 51 de la boite collectrice, contre la butée transversale 11 laquelle bloque la tubulure 2B contre un déplacement vers le haut de direction d'axe DL. [0042] L'empreinte 9 réalisée sur la boite collectrice permet de réaliser la cavité 51 au niveau d'une portion d'extrémité supérieure de la surface plane. [0043] L'agencement permet une standardisation des échangeurs de chaleur sur plusieurs véhicules ou gammes de véhicules. Seule l'adaptation au circuit, qu'il soit de refroidissement ou de réfrigération, s'opère en adaptant la tubulure au circuit dans lequel l'échangeur doit être relié. En adaptant ainsi l'orientation des tubulures d'entrée et de sortie, il peut être envisagée de nouvelle architecture de circuit sans pour autant augmenter le tout de fabrication de l'échangeur de chaleur. [0044] De manière avantageuse encore, l'agencement précédemment décrit permet de créer des particularités de conception de l'échangeur de manière rapide puisque les tubulures peuvent être assemblées de manière rapide et fiable à la boite collectrice. [0045] L'invention trouve une application toute particulière dans le domaine automobile où la typologie même des circuits contenant un échangeur est variée. 7 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7]