FR2935474A1 - Dispositif de fixation pour un echangeur de chaleur a ailettes, notamment pour vehicules automobiles - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif de fixation (20) pour un échangeur de chaleur ayant un bloc d'ailettes (18) présentant deux faces principales (24, 26) opposées raccordées par une face d'extrémité (28), et dans lequel les deux faces principales ont des rainures respectives (30, 32) formées par des encoches des ailettes. Le dispositif est une pince en forme générale de U présentant deux branches (34, 36) réunies par un fond (38) et agencée pour coiffer le bloc d'ailettes (18) dans une position d'engagement en laquelle les deux branches (34, 36) s'appuient respectivement contre les deux faces principales (24, 26) du bloc d'ailettes (18) et le fond (38) contre la face d'extrémité (28) du bloc d'ailettes, les deux branches (34, 36) ayant des ergots respectifs (40, 42) en saillie vers l'intérieur et aptes à s'engager dans les rainures respectives (30, 32) pour assurer le maintien du dispositif sur le bloc d'ailettes par encliquetage. Le dispositif de fixation permet la fixation d'un accessoire sur un échangeur de chaleur.

Description

Dispositif de fixation pour un échangeur de chaleur à ailettes, notamment pour véhicules automobiles L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de 5 chaleur, notamment pour véhicules automobiles.

Elle concerne plus particulièrement un dispositif de fixation destiné à un échangeur de chaleur du type à ailettes planes. On connaît déjà des échangeurs de chaleur du type à assemblage mécanique équipés de boîtes collectrices, par exemple en matière plastique, et dont le faisceau est constitué de tubes sertis sur un bloc ou paquet d'ailettes. 15 Un échangeur de chaleur, notamment pour véhicules automobiles, peut être équipé d'un ou plusieurs accessoires, par exemple un groupe moto-ventilateur, une jupe de groupe moto ventilateur, une patte anti-vibration, 20 etc.

Une solution connue est de fixer cet accessoire sur l'une au moins des boîtes collectrices de l'échangeur de chaleur.

25 Il est connu aussi de fixer cet accessoire directement sur le faisceau, c'est-à-dire sur le bloc à ailette. Ainsi, une solution connue, comme enseignée par exemple par la publication FR 2 730 009, consiste à fixer un groupe moto-ventilateur directement sur le faisceau grâce à des vis de 30 fixation qui traversent le faisceau en passant entre les tubes et en prenant en sandwich les ailettes.

Comme ces vis doivent passer entre les tubes, le pas de ces derniers ne doit pas descendre en dessous d'une valeur 35 minimale, généralement de l'ordre de 12mm, pour ne pas risquer d'endommager les tubes lors de la pose des vis et des rondelles associées, mais surtout lors du serrage. 10 Une autre solution connue consiste à utiliser un dispositif de fixation formé de deux parties qui viennent s'encliqueter ou se clipper entre elles en venant coiffer le bloc d'ailettes et serrer les ailettes en les déformant. Cette solution connue présente aussi des inconvénients. Tout d'abord, le dispositif de fixation nécessite l'assemblage de deux pièces différentes. Ensuite, le montage de ce dispositif entraîne une déformation des ailettes qui se fait au détriment des performances thermiques de l'échangeur.

L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités.

Elle propose à cet effet un dispositif de fixation pour un échangeur de chaleur ayant un bloc d'ailettes présentant deux faces principales opposées raccordées par une face d'extrémité et dans lequel les deux faces principales ont des rainures respectives formées par des encoches des ailettes.

Selon l'invention, ce dispositif de fixation est réalisé sous la forme d'une pince en forme générale de U présentant deux branches réunies par un fond et agencée pour coiffer le bloc d'ailettes dans une position d'engagement en laquelle les deux branches s'appuient respectivement contre les deux faces principales du bloc d'ailettes et le fond contre la face d'extrémité du bloc d'ailettes, les deux branches ayant des ergots respectifs en saillie vers l'intérieur et aptes à s'engager dans les rainures respectives pour maintenir le dispositif sur le bloc d'ailettes par encliquetage.

L'invention tire ainsi partie de l'existence d'encoches sur des ailettes planes qui forment ensemble des rainures.

Il est connu en effet de réaliser des ailettes dont les deux extrémités sont munies à chaque fois d'une paire d'encoches opposées qui ont pour fonction de permettre un alignement ou référencement des ailettes lors de l'assemblage du faisceau d'échangeur de chaleur.

Par conséquent, lorsque ces ailettes sont alignées et traversées par les tubes, les encoches définissent des rainures opposées et ce sont ces rainures qui vont servir au maintien du dispositif de fixation de l'invention.

Dans l'invention, le dispositif a la forme d'une pince en U et il vient coiffer une extrémité du faisceau. La présence d'ergots sur les deux branches permet d'assurer un engagement de ceux-ci dans les rainures formées par les encoches des ailettes pour assurer le maintien du dispositif sur le bloc d'ailettes. Comme les rainures s'étendent sur toute la longueur du bloc d'ailettes, dans une direction parallèle aux tubes, cela permet d'implanter le dispositif de fixation en une position choisie sur la longueur du bloc d'ailettes.

Cette solution est avantageuse car elle permet une fixation du dispositif même dans des échangeurs de chaleur ayant un 25 très faible pas entre les tubes.

De plus, le montage du dispositif de fixation n'entraîne pas de déformation des ailettes.

30 Dans une réalisation avantageuse de l'invention, l'un des ergots et un ergot rigide porté par une première branche, tandis que l'autre est un ergot flexible porté par une seconde branche et rappelé élastiquement vers l'intérieur de la pince en U. 35 Ainsi, lors de l'engagement du dispositif, l'ergot rigide vient s'engager dans l'une des rainures, tandis que l'ergot flexible se déforme élastiquement en s'écartant puis retourne vers sa position initiale pour venir s'engager dans l'autre rainure, ce qui provoque une immobilisation du dispositif dans une position choisie le long du faisceau, c'est-à-dire du bloc d'ailettes.

Sous un autre aspect, l'invention concerne un échangeur de chaleur ayant un bloc d'ailettes présentant deux faces principales opposées raccordées par une face d'extrémité et dans lequel les deux faces principales ont des rainures respectives formées par des encoches des ailettes.

Cet échangeur de chaleur est muni d'au moins un dispositif de fixation selon l'invention et d'un accessoire fixé par 15 ce ou ces dispositifs de fixation.

Dans la description détaillée qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : 20 - la figure 1 est une vue partielle de face d'un échangeur de chaleur dont le faisceau comprend un bloc d'ailettes traversé par des tubes, cet échangeur de chaleur étant muni de deux dispositifs de fixation selon l'invention qui 25 servent à la fixation d'un accessoire ;

- la figure 2 est une vue partielle en coupe transversale d'une extrémité d'un bloc d'ailettes équipé d'un dispositif de fixation selon l'invention dans sa position 30 d'engagement ;

- les figures 3 et 4 sont deux vues en perspective montrant le dispositif de fixation dans sa position d'engagement ;

35 - la figure 5 est une vue analogue à la figure 2 montrant le dispositif de fixation en cours d'assemblage ; et - la figure 6 est une vue analogue à la figure 5, une fois le dispositif de fixation assemblé dans sa position d'engagement.

La figure 1 représente un échangeur de chaleur 10 du type à assemblage mécanique qui, dans l'exemple, est un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. L'échangeur de chaleur 10 comprend deux boîtes collectrices 12 opposées, par exemple en matière plastique, entre lesquelles s'étend un faisceau 14 composé de tubes 18 parallèles entre eux qui débouchent, à leurs extrémités respectives, dans les boîtes collectrices 12. Le faisceau 14 comprend en outre un bloc d'ailettes 18. Les tubes traversent des ouvertures respectives des ailettes et sont sertie sur ces ailettes de manière connue. Les ailettes sont ici des ailettes planes de forme générale rectangulaire constituées de minces feuilles d'un alliage métallique, en général d'un alliage à base d'aluminium.

Comme on le voit sur la figure 1, deux dispositifs de fixation 20 selon l'invention viennent coiffer le faisceau pour servir de fixation à un accessoire 22, par exemple, une jupe d'un groupe moto-ventilateur. Cet accessoire 22 peut être fixé à l'autre extrémité du faisceau par un ou plusieurs dispositifs de fixation analogues, ou bien d'autres moyens.

Il est fait référence maintenant à la figure 2. Le bloc d'ailettes 18 présente deux faces principales opposées 24 et 26, parallèles entre elles, et raccordées par une face d'extrémité 28. Les faces principales 24 et 26 ont des rainures respectives 30 et 32 formées par des encoches des ailettes. Ces encoches sont réalisées de manière en soi connu, pour former des repères servant au référencement ou à l'alignement des ailettes lors du procédé d'assemblage du faisceau. Comme mentionné précédemment, l'invention tire partie de l'existence de ces encoches en leur assignant une fonction nouvelle.

Le dispositif de fixation 20 est réalisé sous la forme d'une pince en forme générale de U, présentant deux branches 34 et 36 réunies entre elles par un fond 38. Cette pince est agencée pour coiffer le bloc d'ailettes 18 dans une position d'engagement dans laquelle les branches 34 et 36 s'appuient respectivement contre les faces principales 24 et 26 du bloc d'ailettes. Dans cette position d'engagement, le fond 38 vient s'appliquer contre la face d'extrémité 28 du bloc d'ailettes.

Le dispositif 20 est maintenu dans cette position d'engagement grâce à deux ergots 40 et 42 faisant saillie vers l'intérieur de la forme en U et aptes à s'engager dans les rainures respectives 30 et 32 pour assurer un maintien par encliquetage ou clipsage.

Comme on le verra plus loin, l'ergot 40 est un ergot rigide porté par une première branche en U à savoir la branche 36, tandis que l'autre ergot est un ergot flexible 42 porté par une seconde branche, à savoir la branche 36, et cet ergot est rappelé élastiquement vers l'intérieur de la pince en U.

L'ergot rigide 40 s'étend du côté intérieur de la première branche à proximité d'une zone de raccordement 44 de la branche 34 avec le fond 38 et cet ergot est réalisé monobloc avec la première branche, sans aucune possibilité de mouvement par rapport à celle-ci.

L'ergot flexible 42 s'étend du côté intérieur de la branche 36 à proximité d'une autre zone de raccordement 46 de la branche 36 avec le fond 38. Cet ergot flexible 42 est porté par une languette déformable 48 (figures 4, 5 et 6) découpée dans l'épaisseur de la branche 36. Cette languette est rappelée élastiquement du côté intérieur de la seconde branche.

Le dispositif de fixation 20 est réalisé d'une seule pièce, avantageusement par moulage d'une matière plastique, de préférence une matière plastique rigide ou semi-rigide. On peut citer comme exemple de matière appropriée, un polyamide chargé de fibres de verre.

Le dispositif 20 possède des dimensions adaptées à celles du bloc d'ailettes, c'est-à-dire que la distance qui sépare les deux branches doit être fonction de l'épaisseur du faisceau, donc de la largeur de la face d'extrémité 28. Egalement, les ergots 40 et 42 doivent être adaptés aux dimensions des encoches, et la position de ces ergots, par rapport au fond 38, tient compte de la distance des encoches 30 et 32 par rapport à la face d'extrémité 28 du bloc d'ailettes.

La languette déformable 48 est découpée dans l'épaisseur de la tranche 36 comme on le voit le mieux sur les figures 4, 5 et 6. Cette languette déformable 48 est délimitée par une découpe 50 en forme de U (figure 4) ayant un côté d'extrémité 52 adjacent à l'ergot flexible 42 et deux côtés opposés 54. Le côté d'extrémité 52 est rectiligne et généralement parallèle au fond 38. Il contribue à délimiter une extrémité de la languette le long de laquelle est située l'ergot flexible 42. Les deux côtés opposés 54 de la découpe sont raccordés perpendiculairement aux côtés d'extrémités 52. Ils sont rectilignes et généralement parallèles entre eux.

Ces deux côtés opposés 54 s'étendent chacun à partir du côté de l'extrémité 52 jusqu'à un bord déformable 56 formant articulation et schématisé par un trait d'axe XX sur la figure 4. Ce bord déformable, qui est parallèle au côté d'extrémité 52 et s'étend à l'opposé de ce côté d'extrémité forme ainsi une articulation. Le côté d'extrémité 52 se situe près du fond 38 du dispositif, tandis que le bord déformable d'articulation 56 s'étend dans une région intermédiaire de la branche 36 entre la zone de raccordement 46 et l'extrémité de la branche 36.

Les branches 34 et 36 ont des extrémités libres respectives 58 et 60 qui délimitent une face ouverte de la pince en U, comme on le voit plus particulièrement sur les figures 2, 5 et 6.

Dans l'exemple de réalisation, les ergots 40 et 42 ont chacun un profil analogue en forme de dent asymétrique. Ainsi, l'ergot 42 comporte une face inclinée 62 dirigée du côté de l'ouverture de la pince en U, comme défini par ses extrémités libres, et par une face de retenue 64 disposée du côté du fond de la pince en U (figure 2). L'ergot 42 possède une forme analogue.

Les branches 34 et 36 ont des formes spécifiques. Elles ont des premières parties 66 respectivement 68 qui se raccordent perpendiculairement au fond 38 et qui sont donc sensiblement parallèles entre elles. Ces deux premières parties se prolongent par des secondes parties respectives 70 et 72 qui convergent l'une vers l'autre et se terminent par les extrémités libres 58 et 60. Comme ces secondes parties 70, 72 convergent l'une vers l'autre, vers les extrémités libres, c'est-à-dire vers l'ouverture de la pince, elles contribuent au serrage de la pince sur le bloc d'ailettes.

On remarque que les extrémités libres 58 et 60 sont recourbées dans des directions opposées pour faciliter l'engagement de la pince sur le bloc d'ailettes. Par ailleurs, les parties 70 et 72 sont munies intérieurement de patins d'appui 74 et 76 que l'on voit mieux sur les figures 2 et 6. Ces patins sont disposés en vis-à-vis et situés à proximité des extrémités libres 58 et 60. Ils ont pour fonction d'empêcher un déplacement intempestif du dispositif parallèlement à la direction des tubes du faisceau. Ils sont avantageusement munis d'une structure striée pour faciliter la coopération avec les bords des ailettes.

Dans l'exemple de réalisation représenté, le dispositif comporte une patte de fixation 78 rattachée extérieurement à la pince en U. Ici cette patte fait saillie à partir de la branche 34 au niveau de la zone de raccordement 44. Cette patte est également munie d'une ouverture 80 de forme générale oblongue pouvant servir au passage d'une vis de fixation ou analogue.

Le dispositif peut être muni d'une ou plusieurs pattes de fixation. La structure et l'emplacement de ces dernières peut varier en fonction de l'accessoire qui doit être fixé sur l'échangeur de chaleur.

Pour assembler le dispositif de fixation, on procède comme montré sur la figure 5. On engage la face ouverte de la pince de manière à venir coiffer le faisceau. Lors de l'engagement, l'ergot rigide 40 vient d'abord glisser le long de la face principale 24 dans la région de cette face comprise entre la face d'extrémité 28 et l'encoche 30. Simultanément, l'ergot flexible 42 vient glisser le long de la face principale 26 dans la région de cette face comprise entre la face d'extrémité 28 et l'encoche 32. Ce faisant, l'ergot flexible s'écarte comme montré par la flèche F1 sur les figures 4 et 5. En effet, dans la position au repos, la distance qui sépare les deux ergots est inférieure à la largeur de la face d'extrémité 28. En poursuivant le mouvement, l'ergot 40 vient s'engager dans la rainure 30, tandis que l'ergot 42 vient s'engager dans la rainure 32 par effet élastique de la languette 48 comme montré par la flèche F2 sur la figure 6.

Dans la position d'engagement complète, les deux ergots sont engagés dans les rainures respectives et le dispositif se trouve immobilisé. La présence des patins 74 et 76 5 empêche tout glissement intempestif du dispositif dans une direction parallèle à celle des tubes du faisceau.

Le fait d'avoir un ergot fixe et un ergot flexible, donc déformable, permet d'éviter un écartement des branches lors 10 du mouvement d'engagement.

En effet, si les deux ergots étaient rigides et solidaires des branches, ces dernières devraient s'écarter notablement pour permettre l'engagement avec le risque que ces deux 15 branches perdent un effet d'élasticité.

L'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation notamment en ce qui concerne les formes et les dimensions du dispositif qui seront adaptées à celles du 20 bloc d'ailettes considéré.

Comme déjà indiqué, le dispositif peut comporter une ou plusieurs pattes de fixation adaptées à la fixation d'un accessoire particulier.

25 Une application préférentielle de l'invention est celle des radiateurs de refroidissement de véhicules automobiles. Le dispositif pourra alors servir à la fixation d'un groupe moto-ventilateur, d'une jupe de groupe moto-ventilateur, 30 d'une patte anti vibration, etc.

Claims (14)

1. Revendications1. Dispositif de fixation pour un échangeur de chaleur (10) ayant un bloc d'ailettes (18) présentant deux faces principales (24, 26) opposées raccordées par une face d'extrémité (28) et dans lequel les deux faces principales ont des rainures respectives (30, 32) formées par des encoches des ailettes, caractérisé en ce que le dispositif de fixation (20) est réalisé sous la forme d'une pince en forme générale de U présentant deux branches (34, 36) réunies par un fond (38) et agencée pour coiffer le bloc d'ailettes (18) dans une position d'engagement en laquelle les deux branches (34, 36) s'appuient respectivement contre les deux faces principales (24, 26) du bloc d'ailettes (18) et le fond (38) contre la face d'extrémité (28) du bloc d'ailettes, les deux branches (34, 36) ayant des ergots respectifs (40, 42) en saillie vers l'intérieur et aptes à s'engager dans les rainures respectives (30, 32) pour assurer le maintien du dispositif sur le bloc d'ailettes par encliquetage.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'un des ergots est un ergot rigide (40) porté par une première branche (34), tandis que l'autre est un ergot flexible (42) porté par une seconde branche (36) et rappelé élastiquement vers l'intérieur de la pince en U.
3. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'ergot rigide (40) s'étend du côté intérieur de la première branche (34) à proximité d'une zone de raccordement (44) de ladite première branche (34) avec le fond (38), l'ergot rigide (40) étant monobloc avec la première branche (34).
4. 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que l'ergot flexible (42) s'étend du côté intérieur de la seconde branche (36) à proximité d'une zone 11de raccordement (46) de ladite seconde branche (36) avec le fond (38), l'ergot flexible (42) étant porté par une languette déformable (48) découpée dans l'épaisseur de la seconde branche (36) et rappelée élastiquement du côté intérieur de la seconde branche.
5. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la languette déformable (48) est délimitée par une découpe en U (50) ayant un côté d'extrémité (52) adjacent à l'ergot flexible (42) et deux côtés opposés (54) qui s'étendent chacun à partir dudit côté d'extrémité (52) jusqu'à un bord déformable (56) formant articulation (XX) qui s'étend à l'opposé du côté d'extrémité (52).
6. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le bord déformable (56) formant articulation s'étend dans une région intermédiaire de la seconde branche (36) entre la zone de raccordement (46) et un bord libre (60) de la seconde branche (36).
7. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les ergots (40, 42) ont chacun un profil en forme de dent asymétrique délimité par une face inclinée (62) dirigée vers l'ouverture de la pince en U et par une face de retenue (64) du côté du fond de la pince en U.
8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les branches (34, 36) ont des extrémités libres (58, 60) respectives qui délimitent une face ouverte de la pince en U.
9. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les branches (34, 36) ont des premières parties (66, 68) qui se raccordent perpendiculairement au fond (38) et se prolongent par des secondes parties (70, 72) quiconvergent l'une vers l'autre et se terminent par les extrémités libres (58, 60) respectives.
10. 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les extrémités libres (58, 60) respectives sont recourbées dans des directions opposées pour faciliter l'engagement de la pince sur le bloc d'ailettes (18).
11. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que les branches (34, 36) ont des patins d'appui (74, 76) disposés en vis-à-vis et situés à proximité d'extrémités libres respectives () de ces dernières.
12. 12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une patte de fixation (78) rattachée extérieurement à la pince en U ().
13. 13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'il est réalisé d'une seule pièce par moulage d'une matière plastique. 25
14. 14. Échangeur de chaleur ayant un bloc d'ailettes (18) présentant deux faces principales (24, 26) opposées raccordées par une face d'extrémité (28) et dans lequel les deux faces principales (24, 26) ont des rainures (30, 32) respectives formées par des encoches des ailettes, 30 caractérisé en ce qu'il est muni d'au moins un dispositif de fixation (20) selon l'une des revendications 1 à 13, et d'un accessoire (26) fixé par ce(s) dispositif(s) de fixation.20