EP0684441B1 - Plaque collectrice renforcée pour échangeur de chaleur - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a collecting plate intended for delimit the interior volume of a fluid box of a heat exchanger, in particular a cooling radiator motor vehicle, and having openings for the passage of arranged fluid circulation tubes in a substantially flat region of the plate which is connects to at least one generally curved region cylindrical deviating from the plane of the plane region on the side of said interior volume.
- collector plates are known, for example from document US-A-5 107 926, and used in particular in radiators for cooling the air in supercharging of motor vehicles, in which air supercharging, which circulates in the fluid box and in the tubes, is at a high pressure and at a temperature which can exceed 100 ° C.
- the object of the invention is to remedy these drawbacks, and to provide a collector plate which can resist without failure at high mechanical and thermal stresses.
- the invention relates in particular to a collecting plate of the kind defined in the introduction, and provides that said cylindrical shape is interrupted, without discontinuity of material, by a multiplicity of recessed areas distributed along its generator and each extending over its entire length arc, the internal and external faces of the plate being shifted inward and its thickness increased, at level of the recessed areas, in relation to the faces and to the thickness corresponding to the cylindrical shape.
- the invention also relates to a manufacturing process of a header plate as defined above, in which starts from a substantially flat and thick plate substantially uniform, the material of the plate is pushed back, perpendicular to its plane, in mutually zones spaced and aligned in this plane, we bend at least one plate region to give it a general shape cylindrical away from the initial plane of the plate in the direction in which the material has been repelled, the generator of said cylindrical shape being parallel to the direction of alignment of said zones and the latter extending over the entire arc length of the cylindrical shape, said openings being made, before, during or after the previous operations, in the plate region which remains in the original plan.
- the invention also relates to a heat exchanger, in particular a motor vehicle cooling radiator, comprising a fluid box whose internal volume is defined by a collector plate as defined above and communicates with through fluid circulation tubes said openings.
- FIG. 1 shows a known collector plate 1 intended to be part of a cooling radiator supercharging air from a motor vehicle.
- This collector plate has the same general shape as the plate collector according to the invention which will be described in more detail far in relation to FIGS. 2 to 6. It is carried out at from an elongated rectangle made of aluminum alloy sheet, and comprises a plane region 2 of rectangular shape elongated, connected on its two longitudinal sides respectively with raised edges 3, 4 both extending forward of the plane of the figure, by means of curved regions in a quarter circle.
- the middle plane region 2 is pierced openings 5 aligned in the longitudinal direction of the plate, intended for the passage of tubes for the circulation of the air to be cooled, each of these openings having the form general of an elongated rectangle perpendicular to the longitudinal direction of the plate.
- the middle plane region 2 Found in the collecting plate 1 illustrated in Figures 2 to 6 the middle plane region 2, the raised edges 3 and 4 and the openings 5.
- the edges 3 and 4 which extend according to planes perpendicular to that of the middle region 2, are connected to it by respective regions 6, 7 curved in a quarter circle.
- this form general is obtained by deforming a plate initially hovers so that the regions on either side of the middle region 2 move away from this plane by forming the cylindrical curved regions 6, 7 and the marginal regions planes 3, 4.
- zone 8 forms a groove 9 and a rib 10 elongated perpendicular to the longitudinal direction of the plate and arranged in vis-à-vis each other respectively in the face internal and in the external face, turned to the left and to the right of Figure 6.
- This groove and this rib extend over the entire width of the middle region 2 and the region 7 'intended to form, after bending, the region curved 7.
- the groove 9 and the rib 10 also extend, symmetrically with respect to the median longitudinal plane of the plate, over the entire width of the region intended for forming the curved region 6, the latter being shown already performed in Figure 6. In the collector plate completed, they extend continuously from the region marginal 3 to marginal region 4, stopping at a certain distance from the free edges of the latter.
- the profile of the collecting plate has been drawn in FIG. 7 as seen in the plane of FIG. 5, in and in the vicinity of the curved region 6, in solid line for the collecting plate according to the invention and in line interrupted for the known collector plate according to FIG. 1.
- the final wall thickness is substantially uniform and equal to the thickness of the starting flat plate, for example 2.90 mm.
- the thickness e 0 at half the width of the recessed area 8, in the flat central region 2, still remains substantially equal to the initial thickness.
- the thickness is increased and passes through a maximum e 1 , substantially at mid-arc length, for which values of 3.20 to 3.50 mm have been noted.
- each recessed area 8 occupies, in the longitudinal direction of the collector plate, a small length compared to the length of the zones included between two neighboring zones 8, these intermediate zones retaining a planar or cylindrical shape, except in parts deformed by punching openings 5.
- a opening 5 is provided in each of these intermediate zones.
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Description
- Chaque zone en retrait présente, dans un plan parallèle à la génératrice et traversant l'épaisseur de la plaque, un profil en forme de créneau arrondi et/ou à flancs évasés.
- La région incurvée se raccorde, aux deux extrémités de sa longueur d'arc respectivement, à ladite région plane et à une région marginale s'étendant sensiblement selon un plan perpendiculaire à celui de la précédente.
- Les faces de la région incurvée sont sensiblement tangentes à celles de la région plane et le cas échéant à celles de la région marginale.
- La région plane est de forme allongée et se raccorde par ses deux côtés sensiblement parallèles à deux régions incurvées respectivement présentant lesdites zones en retrait.
- Lesdites zones en retrait s'étendent de façon continue de l'une à l'autre des deux régions incurvées en interrompant la forme plane de ladite région plane, chacune desdites ouvertures étant située entre deux zones en retrait voisines.
- Elle est réalisée en alliage d'aluminium.
- la figure 1 est une vue de dessus d'une plaque collectrice connue;
- la figure 2 est une vue partielle de dessus, à plus grande échelle, d'une plaque collectrice selon l'invention;
- les figures 3 et 4 sont des vues partielles en coupe selon la ligne III-III de la figure 5 et selon la ligne IV-IV de la figure 2;
- les figures 5 et 6 sont des vues en coupe selon les lignes V-V et VI-VI de la figure 2 respectivement, la figure 6 montrant la plaque collectrice dans une étape intermédiaire de sa fabrication; et
- la figure 7 représente des profils de la plaque collectrice selon les figures 2 à 6.
Claims (10)
- Plaque collectrice (1) destinée à délimiter le volume intérieur d'une boíte à fluide d'un échangeur de chaleur, notamment d'un radiateur de refroidissement de véhicule automobile, et présentant des ouvertures (5) pour le passage de tubes de circulation de fluide ménagées dans une région sensiblement plane (2) de la plaque qui se raccorde à au moins une région incurvée (6, 7) de forme générale cylindrique s'écartant du plan de la région plane du côté dudit volume intérieur, caractérisée en ce que ladite forme cylindrique est interrompue, sans discontinuité de matière, par une multiplicité de zones en retrait (8) réparties le long de sa génératrice et s'étendant chacune sur toute sa longueur d'arc, les faces interne et externe de la plaque étant décalées vers l'intérieur et son épaisseur augmentée, au niveau des zones en retrait, par rapport aux faces et à l'épaisseur correspondant à la forme cylindrique.
- Plaque collectrice selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque zone en retrait présente, dans un plan parallèle à la génératrice et traversant l'épaisseur de la plaque, un profil en forme de créneau arrondi et/ou à flancs évasés.
- Plaque collectrice selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la région incurvée (6, 7) se raccorde, aux deux extrémités de sa longueur d'arc respectivement, à ladite région plane (2) et à une région marginale (3, 4) s'étendant sensiblement selon un plan perpendiculaire à celui de la précédente.
- Plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les faces de la région incurvée sont sensiblement tangentes à celles de la région plane et le cas échéant à celles de la région marginale.
- Plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la région plane est de forme allongée et se raccorde par ses deux côtés sensiblement parallèles à deux régions incurvées respectivement (6, 7) présentant lesdites zones en retrait (8).
- Plaque collectrice selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdites zones en retrait s'étendent de façon continue de l'une à l'autre des deux régions incurvées en interrompant la forme plane de ladite région plane, chacune desdites ouvertures (5) étant située entre deux zones en retrait (8) voisines.
- Plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en alliage d'aluminium.
- Procédé de fabrication d'une plaque collectrice selon l'une des revendications précédentes, dans lequel on part d'une plaque sensiblement plane et d'épaisseur sensiblement uniforme, on repousse la matière de la plaque, perpendiculairement à son plan, en des zones (8) mutuellement espacées et alignées dans ce plan, on cintre au moins une région (7') de la plaque pour lui donner une forme générale cylindrique en l'écartant du plan initial de la plaque dans le sens où la matière a été repoussée, la génératrice de ladite forme cylindrique étant parallèle à la direction d'alignement desdites zones et ces dernières s'étendant sur toute la longueur d'arc de la forme cylindrique, lesdites ouvertures (5) étant réalisées, avant, pendant ou après les opérations précédentes, dans la région (2) de la plaque qui subsiste dans le plan initial.
- Échangeur de chaleur, notamment radiateur de refroidissement de véhicule automobile, comprenant une boíte à fluide dont le volume intérieur est délimité par une plaque collectrice (1) et communique avec des tubes de circulation de fluide traversant des ouvertures (5) ménagées dans une région sensiblement plane (2) de la plaque qui se raccorde à au moins une région incurvée (6, 7) de forme générale cylindrique s'écartant du plan de la région plane du côté dudit volume intérieur, caractérisé en ce que la plaque collectrice est conforme à l'une des revendications 1 à 7.
- Échangeur de chaleur selon la revendication 9 pour le refroidissement de l'air de suralimentation du moteur thermique d'un véhicule automobile.
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