FR2933041A1 - Support structure and heat exchanger i.e. charge air cooler, assembly for motor vehicle, has connection unit possessing degree of freedom to permit tilting movement of heat exchanger around tilting axis that is orthogonal to elongation axis - Google Patents

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Abstract

The assembly has a heat exchanger (3) i.e. charge air cooler, mounted on a support structure (1) via a connection unit (2) to assure vibratory filtering. The heat exchanger has a port (4) that connects a flexible pipe (5) i.e. wave bellows. The port is configured such that the flexible pipe connected on the port is extended along an elongation axis (A). The connection unit possesses a degree of freedom to permit a tilting movement of the heat exchanger around a tilting axis that is orthogonal to the elongation axis.

Description

ENSEMBLE COMPORTANT UN ECHANGEUR THERMIQUE BASCULANT [0001] L'invention porte sur un ensemble comportant un échangeur thermique, la structure le supportant, et leur moyen de liaison. Elle a trait au domaine de la disposition ou du montage des radiateurs et plus généralement des échangeurs thermiques, en particulier dans les véhicules. Elle trouve son application préférentielle dans le montage d'un refroidisseur d'air de suralimentation sur la structure d'un véhicule automobile. [0002] Les échangeurs thermiques sont des dispositifs bien connus permettant de refroidir ou de réchauffer un fluide, liquide ou gaz, par échange thermique avec un second fluide. [0003] Dans un véhicule automobile on peut citer, à titre d'exemple de et façon non exhaustive, l'échangeur air/liquide servant à abaisser la température du liquide de refroidissement du moteur (échangeur généralement appelé radiateur ), l'échangeur d'un circuit de climatisation (condenseur), ou encore un échangeur permettant le refroidissement de l'air admis dans un moteur suralimenté, dit refroidisseur d'air de suralimentation. [0004] Un échangeur, en particulier s'il est lié au moteur ou l'un de ses organes périphériques par un conduit ou une liaison mécanique, peut être soumis à des efforts vibratoires. Afin de limiter la transmission de ces vibrations dans la structure du véhicule, et donc potentiellement dans l'habitacle du véhicule, il est connu de monter un tel échangeur à l'aide de fixations élastiques, notamment des plots filtrants par exemple en caoutchouc. De tels plots sont bien connus dans l'art antérieur, le brevet français FR2822125 en décrit par exemple un mode de réalisation. [0005] Par ailleurs, pour assurer la circulation d'un fluide du moteur (ou d'un dispositif périphérique monté solidairement sur le moteur) vers l'entrée ou l'une des entrées de l'échangeur, ainsi que de l'échangeur vers le moteur ou l'un de ses périphériques, il est connu de le faire à l'aide d'une conduite ou d'un raccord souple, qui est ainsi branché sur un port d'entrée ou de sortie de l'échangeur. Cependant si l'on fait circuler un fluide sous pression (par exemple de l'air de suralimentation dans un refroidisseur d'air de suralimentation), la conduite souple peut devenir rigide, et forme donc une liaison rigide entre l'échangeur et le moteur. En outre, cela peut limiter l'efficacité des moyens de filtrage vibratoire. [0006] Plus particulièrement, dans le cas d'un gaz sous pression, le circuit permettant l'introduction du gaz dans l'échangeur ou sa sortie de l'échangeur peut comporter un conduit appelé durite à ondes ou soufflet à ondes, qui consiste essentiellement en un soufflet déformable, pouvant être par exemple constitué d'un matériau souple ou élastique du type caoutchouc ou silicone. Sous l'effet de la pression, un tel raccord gonfle, tend à s'allonger et se durcit. Ainsi, l'échangeur fixé rigidement sur la structure est soumis à un effort statique important. Même s'il est monté sur des plots filtrants, ces derniers sont contraints par l'effort subi et ne peuvent jouer correctement leur rôle de filtrage. [0007] Ainsi, les vibrations ne sont plus filtrées, et peuvent être transmises à la structure du véhicule et perturber le confort acoustique ou vibratoire pour son utilisateur. [0008] La présente invention a donc pour but d'assurer une fixation optimisée permettant la suppression des efforts statiques et évitant ainsi la mise sous contrainte des plots filtrants, généralement à l'origine de transmissions vibratoires entre un échangeur et la structure qui le porte. [0009] Plus précisément, l'invention concerne donc un ensemble comportant une structure sur laquelle est monté, via un moyen de liaison assurant un filtrage vibratoire, un échangeur thermique muni d'un port adapté au branchement d'un conduit souple, caractérisé en ce que, le port étant tel qu'un conduit souple branché sur ce port tend à s'allonger selon un axe d'allongement, le moyen de liaison possède un degré de liberté permettant un mouvement de basculement de l'échangeur autour d'un axe de basculement sensiblement orthogonal à cet axe d'allongement. [0010] Dans la présente invention, la solution à ces problèmes consiste donc en un dispositif de fixation d'un échangeur permettant le filtrage des vibrations subies par l'échangeur, et assurant un certain degré de liberté pour laisser les soufflets ou autres conduits souples s'allonger librement sans que ceux-ci ne génère d'effort statique, ce qui est le cas lorsque leur longueur est imposée par la pression ou les débattements du moteur. Le fait de laisser l'échangeur basculer permet l'allongement des soufflets sous pression. Les soufflets prennent alors une forme un peu plus longue, mais dans ce cas, il n'y a plus d'effort statique appliqué à l'échangeur. Notons que l'axe d'allongement des soufflets est généralement l'axe de branchement du conduit, ou l'axe d'arrivée du conduit sur l'échangeur. Ainsi, selon l'invention, lors de la mise en pression des conduits souples ou des soufflets, leur gonflement induit un léger basculement de l'échangeur, au lieu de se traduire par un effort si l'échangeur était fixé rigidement sur la structure d'un véhicule. [0011] Selon diverses variantes de l'invention le moyen de liaison peut comporter un unique plot élastique, plusieurs plots élastiques alignés, ou une liaison pivot comportant au moins un téton ou un petit axe pouvant pivoter dans un orifice. [0012] Le mouvement de basculement de l'échangeur thermique peut dans une variante être guidé par un moyen de guidage, par exemple un élément formant glissière porté par la structure (respectivement l'échangeur) et un élément pouvant se translater dans la glissière porté par l'échangeur (respectivement la structure). [0013] Le débattement de l'échangeur peut en outre être limité par un moyen de limitation du débattement de l'échangeur, par exemple un élément souple porté par l'échangeur pouvant venir buter sur la structure, directement ou indirectement. La limitation du débattement peut notamment être réalisée dans la direction de l'axe d'allongement des conduits, mais aussi verticalement. [0014] Dans l'application préférentielle de l'invention, l'échangeur est un refroidisseur d'air de suralimentation d'un moteur à combustion. Le bénéfice de l'invention sera typiquement utilisé si un conduit souple est monté sur le port de l'échangeur thermique, ce conduit souple pouvant notamment être un soufflet à ondes. [0015] L'invention est décrite plus en détail ci-après et en référence aux figures représentant schématiquement le système dans son mode de réalisation préférentiel. [0016] La figure 1 présente un ensemble selon l'invention dans un premier mode de réalisation, selon une vue schématique en trois dimensions [0017] La figure 2 présente schématiquement un ensemble selon le premier mode de réalisation de l'invention, sans effort appliqué sur l'échangeur. [0018] La figure 3 présente schématiquement un ensemble selon le premier mode de réalisation de l'invention, avec un allongement induit par la pression dans les soufflets, se traduisant par un léger basculement de l'échangeur. [0019] La figure 4 présente schématiquement un ensemble selon un second mode de réalisation de l'invention. [0020] La figure 5 et la figure 6 présentent un ensemble selon l'invention muni d'un système de guidage et d'un moyen de limitation du débattement. [0021] Sur la figure 1, une structure 1 supporte via un moyen de liaison 2 un échangeur thermique 3. L'échangeur 3 comporte un port 4, sur lequel un conduit souple 5, par exemple un soufflet à ondes, est branché. Sous l'effet d'un fluide sous pression, le conduit souple 5 peut se raidir et s'allonger, engendrant un basculement de l'échangeur 3, au niveau du port 4 et selon un axe d'allongement A. Dans le mode de réalisation ici représenté, le moyen de liaison 2 est constitué de deux plots élastiques 21 et 22 qui ont un rôle de filtrage antivibratoire entre l'échangeur 3 et la structure 1, et dont l'alignement matérialise l'axe de basculement B. Sous l'effet de l'allongement du conduit souple 5, l'échangeur 3 va ainsi pouvoir basculer, c'est-à-dire subir une légère rotation autour de l'axe B. L'axe B, déterminé ici par l'alignement des plots élastiques est donc préférentiellement positionné sensiblement orthogonalement par rapport à l' d'allongement A. [0022] Dans une variante ici non représentée, les deux plots élastiques peuvent être remplacés par un plot unique ou par un alignement de trois plots ou plus. [0023] Sur les figures 2 et 3, on peut observer deux états de l'ensemble selon qu'un allongement du conduit souple est présent (figure 3) ou non (figure 2). L'allongement du conduit selon l'axe A (axe considéré ici sensiblement invariant entre la figure 2 et la figure 3, bien que dans certaines configurations il pourrait en toute rigueur évoluer) provoque un basculement visible sur la figure 3 de l'échangeur 3 par rapport à la structure 1, par déformation des plots élastiques formant la liaison 2. [0024] Sur la figure 4, un autre mode de réalisation de l'invention est représenté. Ici, la liaison 2 entre le support 1 et l'échangeur 3 est réalisée à l'aide de deux petits tétons coaxiaux 23 et 24 qui définissent ainsi l'axe de basculement B. La liaison 2 est par ailleurs telle qu'elle assure un filtrage vibratoire entre l'échangeur 3 et la structure 1. Cela peut être réalisé de diverses façon, par exemple à l'aide de rondelles ou de bagues élastiques 6, d'autant que le basculement de l'échangeur devant être réalisé sur une course relativement faible, le basculement peut alors se faire par déformation en torsion des bagues élastiques 6. [0025] Les figures 5 et 6 représentent un ensemble selon un mode de réalisation comportant un moyen de guidage de l'échangeur 3 pendant son basculement et un moyen de limitation de son débattement. Ces deux éléments peuvent être réalisés de diverses manières bien connues ; elles le sont ici à l'aide d'une articulation élastique supérieure 7 fixée à la structure 1 par deux vis 71 et 72 et un élément souple 9, ici en caoutchouc adhérisé sur la l'articulation élastique 7, qui sert à guider l'échangeur, intègre des butées afin de limiter le débattement de l'échangeur. Dans la configuration ici représentée, la butée contre la structure 1 est réalisée par l'intermédiaire de l'élément 7 qui est interposé entre l'élément 9 et la structure 1. Ici la butée est efficace dans deux directions : d'une part elle limite le mouvement de basculement, mais également le débattement vertical de l'échangeur 3, un mouvement vertical par extension des plots souples suite à une accélération verticale de la structure 1 pouvant se produire. [0026] De nombreuses autres configurations sont envisageables, notamment mettant en jeu un contact direct entre l'élément 9 et la structure 1. Dans une variante non représentée ici, une butée en caoutchouc pouvant être sensiblement sphérique est fixée en partie haute de l'échangeur et directement guidée en translation selon l'axe d'allongement A d'un conduite souple par des parois parallèles à cet axe d'allongement. La butée fixée en partie haute joue alors le rôle d'élément guidé par les parois formant ainsi glissière. [0027] Ainsi, l'ensemble décrit dans l'invention permet de garantir de façon simple l'efficacité antivibratoire d'une liaison souple entre un échangeur et la structure le portant, la liaison n'étant pas saturée par un effort statique subi par l'échangeur. The invention relates to an assembly comprising a heat exchanger, the structure supporting it, and their connecting means. It relates to the field of the arrangement or assembly of radiators and more generally heat exchangers, particularly in vehicles. It finds its preferential application in the assembly of a charge air cooler on the structure of a motor vehicle. Heat exchangers are well known devices for cooling or heating a fluid, liquid or gas, by heat exchange with a second fluid. In a motor vehicle can be cited, by way of example and not exhaustive way, the air / liquid exchanger used to lower the engine coolant temperature (exchanger generally called radiator), the heat exchanger an air conditioning circuit (condenser), or an exchanger for cooling the air admitted into a supercharged engine, said charge air cooler. An exchanger, particularly if it is connected to the motor or one of its peripheral members by a conduit or a mechanical connection, may be subjected to vibrational forces. In order to limit the transmission of these vibrations in the structure of the vehicle, and therefore potentially in the passenger compartment of the vehicle, it is known to mount such an exchanger using elastic fasteners, in particular filter pads made of rubber, for example. Such pads are well known in the prior art, French patent FR2822125 describes for example an embodiment. Furthermore, to ensure the circulation of a motor fluid (or a device mounted integrally on the motor) to the inlet or one of the inlet of the exchanger, and the heat exchanger towards the engine or one of its peripherals, it is known to do so using a pipe or a flexible connector, which is thus connected to an input or output port of the exchanger. However, if a fluid under pressure is circulated (for example, charge air in a charge air cooler), the flexible pipe may become rigid, and therefore forms a rigid connection between the exchanger and the engine. . In addition, this may limit the effectiveness of the vibratory filtering means. More particularly, in the case of a gas under pressure, the circuit for introducing the gas into the exchanger or its exit from the heat exchanger may comprise a conduit called wave hose or wave bellows, which consists of essentially in a deformable bellows, which may be for example made of a flexible or elastic material of the rubber or silicone type. Under the effect of pressure, such a fitting swells, tends to lengthen and hardens. Thus, the exchanger rigidly fixed to the structure is subjected to a significant static force. Even if it is mounted on filter pads, they are constrained by the effort and can not play their proper role of filtering. Thus, the vibrations are no longer filtered, and can be transmitted to the vehicle structure and disrupt the acoustic comfort or vibration for its user. The present invention therefore aims to provide optimized fixation for the removal of static forces and thus avoiding the stressing of the filter pads, generally causing vibration transmissions between an exchanger and the structure that carries it. . More specifically, the invention therefore relates to an assembly comprising a structure on which is mounted, via a connecting means providing a vibratory filtering, a heat exchanger provided with a port adapted to the connection of a flexible conduit, characterized in that that, the port being such that a flexible conduit connected to this port tends to elongate along an axis of elongation, the connecting means has a degree of freedom allowing a tilting movement of the exchanger around a tilting axis substantially orthogonal to this axis of elongation. In the present invention, the solution to these problems therefore consists of a device for fixing an exchanger for filtering vibrations undergone by the exchanger, and providing a certain degree of freedom to leave the bellows or other flexible ducts. to extend freely without these generating static force, which is the case when their length is imposed by the pressure or the movements of the motor. Letting the exchanger tilt allows the bellows to stretch longer. The bellows then take a slightly longer form, but in this case, there is no static force applied to the exchanger. Note that the axis of elongation of the bellows is generally the branch of the conduit, or the axis of arrival of the conduit on the exchanger. Thus, according to the invention, during pressurization of the flexible ducts or bellows, their swelling induces a slight tilting of the exchanger, instead of resulting in a force if the exchanger was rigidly fixed to the structure of the heat exchanger. 'a vehicle. According to various embodiments of the invention, the connecting means may comprise a single elastic stud, several aligned elastic studs, or a pivot link having at least one stud or a small axis that can pivot in an orifice. The tilting movement of the heat exchanger can in a variant be guided by a guide means, for example a slide member carried by the structure (respectively the heat exchanger) and an element that can be translated into the slide carried by the exchanger (respectively the structure). The deflection of the exchanger may further be limited by a means of limiting the deflection of the exchanger, for example a flexible element carried by the exchanger can abut the structure, directly or indirectly. The limitation of the deflection can in particular be carried out in the direction of the elongation axis of the ducts, but also vertically. In the preferred application of the invention, the exchanger is a charge air cooler of a combustion engine. The benefit of the invention will typically be used if a flexible conduit is mounted on the port of the heat exchanger, this flexible conduit may in particular be a bellows wave. The invention is described in more detail below and with reference to the figures schematically showing the system in its preferred embodiment. FIG. 1 shows an assembly according to the invention in a first embodiment, according to a schematic three-dimensional view. [0017] FIG. 2 schematically presents an assembly according to the first embodiment of the invention, without effort. applied on the exchanger. Figure 3 schematically shows an assembly according to the first embodiment of the invention, with an elongation induced by the pressure in the bellows, resulting in a slight tilting of the exchanger. [0019] Figure 4 schematically shows an assembly according to a second embodiment of the invention. Figure 5 and Figure 6 show an assembly according to the invention provided with a guide system and a means of limiting the movement. In Figure 1, a structure 1 supports via a connecting means 2 a heat exchanger 3. The exchanger 3 comprises a port 4, on which a flexible conduit 5, for example a wave bellows, is connected. Under the effect of a pressurized fluid, the flexible conduit 5 can stiffen and lengthen, causing tilting of the exchanger 3, at the port 4 and along an axis of elongation A. In the mode of embodiment shown here, the connecting means 2 consists of two elastic studs 21 and 22 which have a role of antivibration filtering between the exchanger 3 and the structure 1, and whose alignment materializes the tilting axis B. Under effect of the elongation of the flexible conduit 5, the exchanger 3 will thus be able to tilt, that is to say undergo a slight rotation about the axis B. The axis B, determined here by the alignment of Elastic studs are therefore preferably positioned substantially orthogonal to the elongation A. [0022] In a variant not shown here, the two elastic studs may be replaced by a single stud or by an alignment of three or more studs. Figures 2 and 3, we can observe two states of the set according to an elongation of the flexible conduit is present (Figure 3) or not (Figure 2). The elongation of the duct along the axis A (here considered substantially invariant axis between Figure 2 and Figure 3, although in some configurations it could evolve) causes a tilting visible in Figure 3 of the exchanger 3 relative to the structure 1, by deformation of the elastic studs forming the link 2. In FIG. 4, another embodiment of the invention is shown. Here, the connection 2 between the support 1 and the exchanger 3 is made using two small coaxial pins 23 and 24 which thus define the tilting axis B. The link 2 is otherwise such that it ensures vibratory filtering between the exchanger 3 and the structure 1. This can be achieved in various ways, for example using washers or elastic rings 6, especially since the tilting of the exchanger to be performed on a race relatively low, the tilting can then be done by torsional deformation of the elastic rings 6. [0025] Figures 5 and 6 show an assembly according to an embodiment comprising a guide means of the exchanger 3 during its switchover and a means limitation of its travel. These two elements can be realized in various well-known ways; they are here with the aid of an upper elastic articulation 7 fixed to the structure 1 by two screws 71 and 72 and a flexible element 9, here rubber bonded to the elastic articulation 7, which serves to guide the exchanger, incorporates stops to limit the travel of the exchanger. In the configuration shown here, the stop against the structure 1 is made via the element 7 which is interposed between the element 9 and the structure 1. Here the stop is effective in two directions: on the one hand it limits the tilting movement, but also the vertical deflection of the exchanger 3, a vertical movement by extension of the flexible pads following a vertical acceleration of the structure 1 can occur. Many other configurations are possible, in particular involving a direct contact between the element 9 and the structure 1. In a variant not shown here, a rubber stop which can be substantially spherical is fixed in the upper part of the exchanger and directly guided in translation along the axis of elongation A of a flexible pipe by walls parallel to this axis of elongation. The stop fixed in the upper part then plays the role of element guided by the walls thus forming slide. Thus, the assembly described in the invention makes it possible to guarantee in a simple manner the antivibration efficiency of a flexible connection between an exchanger and the structure carrying it, the connection not being saturated by a static force undergone by the exchanger.

Claims (11)

Revendications: 1. Ensemble comportant une structure (1) sur laquelle est monté, via un moyen de liaison (2) assurant un filtrage vibratoire, un échangeur thermique (3) muni d'un port (4) adapté au branchement d'un conduit souple (5), caractérisé en ce que, le port (4) étant tel qu'un conduit souple (5) branché sur ce port (4) tend à s'allonger selon un axe d'allongement (A), le moyen de liaison (2) possède un degré de liberté permettant un mouvement de basculement de l'échangeur (3) autour d'un axe de basculement (B) sensiblement orthogonal à cet axe d'allongement (A). 1. An assembly comprising a structure (1) on which is mounted, via a connecting means (2) providing vibration filtering, a heat exchanger (3) provided with a port (4) adapted to the connection of a conduit flexible (5), characterized in that, the port (4) being such that a flexible conduit (5) connected to this port (4) tends to extend along an axis of elongation (A), the means of link (2) has a degree of freedom allowing a tilting movement of the exchanger (3) around a tilting axis (B) substantially orthogonal to this axis of elongation (A). 2. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de liaison (2) comporte un plot élastique. 2. The assembly of claim 1 characterized in that the connecting means (2) comprises an elastic stud. 3. Ensemble selon la revendication 2 caractérisé en ce que le moyen de liaison (2) comporte une pluralité de plots élastiques (21, 22) alignés selon une direction parallèle à l'axe de basculement (B). 3. The assembly of claim 2 characterized in that the connecting means (2) comprises a plurality of resilient pads (21, 22) aligned in a direction parallel to the tilting axis (B). 4. Ensemble selon la revendication 1 caractérisé en ce que le moyen de liaison (2) comporte une liaison pivot comportant au moins un téton (23) pouvant pivoter dans un orifice. 4. The assembly of claim 1 characterized in that the connecting means (2) comprises a pivot connection having at least one stud (23) pivotable in an orifice. 5. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un moyen de guidage (7) du mouvement de basculement de l'échangeur thermique (3). 5. An assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a guide means (7) of the tilting movement of the heat exchanger (3). 6. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit moyen de guidage (7) comporte au moins un élément formant glissière porté par la structure (1), respectivement l'échangeur (3), et un élément pouvant se translater dans la glissière porté par l'échangeur (3), respectivement la structure (1). 6. The assembly of claim 4, characterized in that said guide means (7) comprises at least one slide element carried by the structure (1), respectively the exchanger (3), and an element that can translate in the slide carried by the exchanger (3), respectively the structure (1). 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il comporte des moyens de limitation du débattement de l'échangeur (3). 7. Assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises means for limiting the deflection of the exchanger (3). 8. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens de limitation du débattement comportent moins un élément souple (9) portée par l'échangeur (3) pouvant venir buter sur la structure. 8. An assembly according to claim 6, characterized in that said deflection limiting means comprise less a flexible element (9) carried by the exchanger (3) can abut on the structure. 9. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'échangeur (3) est un refroidisseur d'air de suralimentation d'un moteur à combustion. 9. An assembly according to any preceding claim characterized in that the exchanger (3) is a charge air cooler of a combustion engine. 10. Dispositif comportant un ensemble selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes sur lequel est monté un conduit souple (5) sur le port (4) de l'échangeur thermique. 10. Device comprising an assembly according to any one of the preceding claims on which is mounted a flexible conduit (5) on the port (4) of the heat exchanger. 11. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le conduit souple (5) est un soufflet à ondes. 11. Device according to claim 9, characterized in that the flexible conduit (5) is a wave bellows.
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