FR3094471A1 - Interface et ensemble de raccordement de tubulures de fluide réfrigérant dans un ensemble de refroidissement d’un dispositif de stockage électrique - Google Patents

Abstract

Interface de raccordement (20) d’un ensemble de raccordement (10) de tubulures de fluide réfrigérant dans un ensemble de refroidissement d’un dispositif de stockage électrique de véhicule automobile, l’ensemble de raccordement (10) comportant au moins une bride (18) rendue solidaire d’un organe d’échange de chaleur (4), ladite interface de raccordement (20) étant agencée au niveau de portions d’extrémité (24) de tubulures de fluide réfrigérant à raccorder audit organe d’échange de chaleur, caractérisée en ce que l’interface de raccordement (20) comporte une première partie (50) solidaire de l’extrémité de chacune des tubulures (12) et une deuxième partie (52) montée libre autour des tubulures, la deuxième partie comportant des ouvertures (64, 66) de passage des tubulures dimensionnées pour permettre un jeu de déplacement relatif entre elles des deux parties (50, 52) de l’interface de raccordement (20), au moins dans un plan perpendiculaire à une direction d’allongement des portions d’extrémité des tubulures, l’interface de raccordement (20) étant configurée pour coopérer avec un organe de fixation (36) apte à figer la position des deux parties l’une par rapport à l’autre. Figure pour l’abrégé : Figure 3

Description

Interface et ensemble de raccordement de tubulures de fluide réfrigérant dans un ensemble de refroidissement d’un dispositif de stockage électrique

La présente invention concerne un ensemble de refroidissement d’un dispositif de stockage électrique et plus particulièrement des moyens de raccordement mis en œuvre pour permettre le raccordement de tubulures de fluide réfrigérant.

Les véhicules électriques et hybrides sont équipés d’au moins un dispositif de stockage électrique constitué d'un assemblage de modules électriques, eux-mêmes constitués d'un assemblage de cellules électrochimiques.

Pour assurer l’autonomie, la performance et la fiabilité d’un tel dispositif de stockage électrique, il convient de traiter thermiquement le dispositif de stockage électrique. Un traitement thermique du dispositif de stockage électrique vise à maintenir la température des modules électriques qui le compose, à une température comprise approximativement entre 20°C et 40°C. En effet, lorsque la température d’un module électrique est trop basse, la capacité de ces cellules électrochimiques diminue et lorsque la température d’un module électrique est trop élevée la durée de vie de ces cellules électrochimiques est dégradée.

Pour assurer ce traitement thermique, il est connu d'utiliser un ensemble de refroidissement comprenant au moins un organe d’échange de chaleur positionné directement au contact d’un module électrique du dispositif de stockage électrique, ledit organe d’échange étant configuré pour être parcouru par un fluide réfrigérant.

Par organe d’échange, on entend aussi bien une plaque d’échange de chaleur à l’intérieur de laquelle le fluide réfrigérant est forcé à circuler qu’une pluralité de ces plaques traversées successivement par le fluide réfrigérant.

Le fluide réfrigérant peut notamment consister en du 1234yf ou du R134a. Le fluide réfrigérant est amené dans l’échangeur par l’intermédiaire de tubulures en aluminium dimensionnées pour permettre à un tel fluide réfrigérant de circuler sous une pression d’environ six 6 bars. Les tubulures sont configurées pour amener le fluide réfrigérant dans l’organe d’échange de chaleur ou le cas échéant pour permettre le passage du fluide réfrigérant d’un organe d’échange de chaleur à un autre.

Dans les deux cas, il importe de prévoir un ensemble de raccordement approprié avec les tubulures qui sont fixées, à leur extrémité rendue solidaire d’une bride de connexion mâle, à une bride de connexion femelle solidaire de l’échangeur de chaleur ou d’une plaque de cet échangeur. Plus particulièrement, les tubulures sont brasées sur cette bride de connexion mâle et cet ensemble est vissé sur la bride de connexion femelle.

Les tubulures sont cintrées pour répondre aux contraintes d’encombrement de l’échangeur de chaleur. Un tel cintrage des tubulures les rend fragiles, notamment lorsque les tubulures s’étendent sur de courtes distances, lorsque des contraintes sont exercées sur les tubulures.

Or, un problème des ensembles de raccordement tels qu’ils viennent d’être décrits est qu’ils doivent permettre le raccordement entre eux d’éléments dont la position ou la configuration peut varier d’un véhicule à l’autre en raison de jeux dimensionnels de montage ou de fabrication. En effet, on comprend que la position des échangeurs dans un système de refroidissement peut varier d’un système à un autre en fonction de l’accumulation de dispersions dimensionnelles des composants et de l’assemblage et que la variation de cette position d’un système à l’autre peut aller jusqu’à 4 à 5mm dans chaque direction et dans un sens ou dans l’autre, ce qui est notamment problématique dans les deux directions perpendiculaires à la direction d’allongement de la portion finale de la tubulure. En effet, pour pouvoir compenser cette dispersion dimensionnelle, la bride de connexion mâle et les tubulures aluminium associées doivent être contraintes et déformées plastiquement manuellement par l'opérateur lors de l’assemblage afin de pouvoir coopérer avec la bride de connexion femelle. L’effort réalisé par l’opérateur pour rattraper les défauts de positionnement est entièrement transféré sur les tubulures.

Tel que cela a pu être précisé, ce type de déformation manuelle est trop pénalisant pour les ensembles comportant des tubulures de petite dimension qui risquent de casser. D’autre part, ces déformations peuvent occasionner des modifications de la section de passage du fluide réfrigérant à l’intérieur des tubulures, en particulier dans les zones cintrées.

Par ailleurs, les opérations de montage impliquant une telle déformation de la bride de connexion mâle sont rendues compliquées. Ces déformations ajoutent de la pénibilité au travail de l'opérateur si l’assemblage se fait manuellement, et elles rendent impossible l’assemblage sur une ligne robotisée, le robot étant incapable d’adapter son geste à chaque cas comme le ferait un opérateur.

La présente invention s’inscrit dans ce contexte et vise à répondre aux inconvénients précédemment cités. A cet effet, l’invention consiste en une interface de raccordement d’un ensemble de raccordement de tubulures de fluide réfrigérant dans un ensemble de refroidissement d’un système de batteries de véhicule automobile, l’ensemble de raccordement comportant au moins une bride rendue solidaire d’un organe d’échange de chaleur, ladite interface de raccordement étant agencée au niveau de deux portions d’extrémité de tubulures de fluide réfrigérant à raccorder audit organe d’échange de chaleur.

Selon l’invention, l’interface comporte une première partie solidaire de l’extrémité de chacune des tubulures et une deuxième partie montée libre autour des tubulures, la deuxième partie comportant des orifices de passage des tubulures dimensionnés pour permettre un jeu de déplacement relatif entre elles des deux parties de l’interface de raccordement au moins dans un plan perpendiculaire à une direction d’allongement des portions d’extrémité des tubulures, l’interface de raccordement étant configurée pour coopérer avec un organe de fixation apte à figer la position des deux parties l’une par rapport à l’autre.

La présente solution permet de de compenser la dispersion de position des organes d’échange de chaleur tout en évitant de contraindre totalement ou partiellement les tubes aluminium. La présence d’une bride flottante formant partie d’une interface de raccordement associée aux tubulures permet d’adapter la position de cette bride associée aux tubulures par rapport à une bride associée à un organe d’échange de chaleur et permet d’assurer l’étanchéité de l’ensemble de raccordement en figeant ensuite la position de cette bride flottante par rapport à une autre partie fixe, formant référence, de l’interface.

Tel que cela a pu être précisé précédemment, par organe d’échange, on entend aussi bien une plaque d’échange de chaleur à l’intérieur de laquelle le fluide réfrigérant est forcé à circuler qu’une pluralité de ces plaques traversées successivement par le fluide réfrigérant.

Selon différentes caractéristiques de l’invention, prises seules ou en combinaison, on peut prévoir que :

la première partie comporte une pluralité d’embouts respectivement fixés à une extrémité d’une tubulure, chaque embout présentant une surface de contact formant butée au déplacement de la deuxième partie ;

la deuxième partie comporte au moins un alésage de fixation et en ce que la première partie est configurée de manière à présenter un passage entre les embouts, les deux parties étant mobiles l’une par rapport à l’autre pour prendre une position d’assemblage dans laquelle l’alésage de fixation est en regard du passage entre les embouts ;

chaque embout présente un tube creux prolongeant la tubulure correspondante pour le passage du fluide réfrigérant, le tube creux étant apte à être logé dans un orifice de raccordement formé dans la bride correspondante de l’ensemble de raccordement ;

la deuxième partie comporte un orifice de passage d’une première tubulure qui présente un profil fermé et un orifice de passage d’une deuxième tubulure qui présente un profil ouvert.

L’invention concerne également un ensemble de raccordement comportant au moins une bride rendue solidaire d’un organe d’échange de chaleur et une interface de raccordement tel que précédemment décrite, caractérisé en ce qu’il comporte un organe de fixation de l’interface de raccordement dans la bride configuré pour plaquer simultanément les deux parties de l’interface de raccordement l’une contre l’autre et l’ensemble de cette interface de raccordement contre la bride de raccordement.

Selon une caractéristique de l’invention, l’ensemble de raccordement comporte au moins une vis de serrage formant organe de fixation dont une tête est en appui contre une face externe de la deuxième partie de l’interface de raccordement et dont un corps fileté est apte à coopérer avec un orifice de fixation taraudé de la bride, la première partie de l’interface de raccordement étant disposée entre la bride et la deuxième partie de l’interface de raccordement.

De la sorte, le vissage de la vis de serrage tend à rapprocher la deuxième partie de l’interface de raccordement vers la bride et tend ainsi à enserrer la première partie de l’interface de raccordement entre la bride et la deuxième partie de l’interface de raccordement. Un tel serrage permet notamment de figer la position l’un par rapport à l’autre des deux composants de l’interface de raccordement.

Selon une caractéristique de l’invention, la bride comporte au moins un orifice de raccordement qui présente une portion d’accueil dont la dimension dans une direction perpendiculaire à la direction d’allongement de la portion d’extrémité de la tubulure correspondante est supérieure à la dimension correspondante du tube creux de l’embout qui est logé dans cette portion d’accueil.

Selon une caractéristique de l’invention, au moins un dispositif d’étanchéité est agencé entre l’interface de raccordement et la bride, autour d’au moins une des tubulures.

Le dispositif d’étanchéité peut comporter une plaque d’armature annulaire métallique surmoulée d’un élément déformable élastiquement, une zone de jonction entre l’élément déformable et l’armature formant un bourrelet annulaire, ledit élément déformable élastiquement étant dimensionné de manière à ce que ce bourrelet annulaire soit toujours enserré entre la bride et la première partie de l’interface de raccordement.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée donnée ci-après, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :

illustre schématiquement un organe d’échange de chaleur associé à un dispositif de stockage électrique, l’organe d’échange de chaleur étant apte à être équipé d’un ensemble de raccordement conforme à l’invention ;

illustre une représentation éclatée d’un exemple de réalisation d’un organe d’échange de chaleur, équipé d’une bride formant partie de l’ensemble de raccordement selon l’invention ;

illustre une représentation éclatée des différents composants de l’ensemble de raccordement selon l’invention, rendant notamment visible une bride, un dispositif d’étanchéité, une interface de raccordement en deux parties et des tubulures associées, et des organes de fixation ;

illustre une représentation en perspective de l’ensemble de raccordement lorsque les composants de la figure 3 sont assemblés ;

illustre une représentation de l’ensemble de raccordement de la figure 4, en vue de dessus ;

illustre l’interface de raccordement en deux parties visibles sur la figure 3 ;

illustre l’ensemble de raccordement par une vue de dessus et par une vue en coupe selon la ligne de coupe droite B-B identifiée dans la vue de dessus ;

illustre l’ensemble de raccordement par une vue de dessus et par une vue en coupe selon la ligne de coupe brisée C-C identifiée dans la vue de dessus ;

est une représentation schématique d’une application particulière de l’invention avec deux ensembles de raccordement disposés respectivement à chaque extrémité d’un jeu de tubulures, pour le raccordement entre eux de deux organes d’échange de chaleur ;

est une représentation schématique permettant d’illustrer à la fois l’application particulière de l’invention conforme à celle illustrée sur la figure 9 et un deuxième mode de réalisation de l’interface de raccordement précédemment illustrée ; et

est une représentation schématique d’une variante de réalisation de l’interface de raccordement précédemment illustrée.

Pour des conditions de clarté de la description détaillée des brides de raccordement, un trièdre LVT est illustré sur les figures 3 à 6, de manière à identifier des directions longitudinale L, verticale V, et transversale T.

Par ailleurs, les dénominations « première » et « deuxième » mentionnées durant la description ne désignent pas une notion quantitative mais permet de différencier certains éléments présents en double au sein de l’invention.

La figure 1 illustre un ensemble de refroidissement 1 d’un dispositif de stockage électrique 2. L’ensemble comporte notamment un organe d’échange de chaleur 4, ici sous la forme d’un échangeur à plaques 6, configuré pour être plaqué sur un boîtier 8 du dispositif de stockage électrique à l’intérieur duquel sont logés par exemple des cellules électrochimiques. L’organe d’échange de chaleur est configuré pour être traversé par un fluide réfrigérant, de type 1234yf ou R134a.

L’ensemble de refroidissement comporte en outre un ensemble de raccordement 10 permettant de conduire le fluide réfrigérant vers cet organe d’échange de chaleur, l’ensemble de raccordement comportant notamment des tubulures 12 et des brides et interfaces agencées entre ces tubulures et l’organe d’échange de chaleur.

L’ensemble de raccordement 10 selon l’invention est spécifique en ce qu’il comporte au moins un élément flottant 16, c’est-à-dire mobile pour prendre une position d’assemblage déterminée en fonction du jeu dimensionnel des éléments à raccorder.

Plus particulièrement, l’ensemble de raccordement 10 comporte une bride 18 rendue solidaire de l’organe d’échange de chaleur 4 sur lequel on souhaite raccorder les tubulures 12 et une interface de raccordement 20 configurée pour venir être fixée sur la bride, tel que cela va être décrit plus en détails ci-après.

La figure 2 illustre, en vue éclatée, un exemple d’organe d’échange de chaleur 4, sous forme d’échangeur à plaques à une extrémité duquel une bride 18 est fixée en regard d’orifices de passage de fluide 22. Deux plaques sont ici mises en regard et elles délimitent entre elles, par des structures formant canaux de circulation, un passage pour le fluide réfrigérant qui entre et sort au niveau de la bride 18 après avoir circulé le long d’un chemin s’étendant sur toute la surface des plaques.

On va maintenant décrire plus particulièrement l’ensemble de raccordement selon l’invention, en se référant notamment aux figures 3 à 8 illustrant un premier mode de réalisation.

Tel que décrit précédemment, et tel que cela est particulièrement visible sur la vue éclatée de la figure 3, l’ensemble de raccordement 10 comporte au moins une pluralité de tubulures 12, ici au nombre de deux, une bride 18 rendue solidaire de l’organe d’échange de chaleur 4 sur lequel on souhaite raccorder les deux tubulures, et une interface de raccordement 20 configurée pour venir être fixée sur la bride 18. Et cet ensemble de raccordement 10 est spécifique en que cette interface de raccordement 20 comporte un élément flottant 16.

Les tubulures 12 sont en aluminium cintrés. Il en résulte une rigidité importante des tubulures par rapport à la souplesse des tubulures flexibles telles qu’elles peuvent être utilisées lorsque d’autres fluides caloporteurs peuvent être utilisés. Les tubulures sont notamment dimensionnées pour pouvoir résister à une pression pouvant aller jusqu’à une cinquantaine de bars.

Au moins en une portion d’extrémité à raccorder 24, les tubulures 12 présentent une forme sensiblement droite, c’est-à-dire s’étendant parallèlement à une droite d’extension vertical V. Cette portion d’extrémité s’étend en direction de la bride solidaire de l’organe d’échange de chaleur.

La bride 18 présente la forme d’un bloc de matière, ici réalisé en aluminium, rendu solidaire de l’organe d’échange de chaleur 4 ici par brasage sans que cela soit limitatif. Dans l’exemple illustré, le bloc formant la bride présente une forme oblongue avec une grande dimension selon un axe longitudinal L.

La bride 18 comporte au moins un orifice de raccordement 26 pour chacune des tubulures à raccorder et au moins un orifice de fixation 28 taraudé apte à coopérer avec un organe de fixation, ici des vis de serrage 36 telles qu’illustrées sur la figure 3.

Dans l’exemple illustré, la bride comporte deux orifices de raccordement 26 et deux orifices de fixation 28, les orifices de raccordement étant disposés proches des extrémités longitudinales du bloc 30 et les orifices de fixation 28 étant disposés sensiblement au centre du bloc par rapport à la dimension longitudinale de ce bloc et respectivement au voisinage d’un bord transversal de la bride 32.

Le bloc formant la bride 18 présente une première face 34, notamment visible sur la figure 3, apte à être en contact avec l’organe d’échange de chaleur 4. Au moins les orifices de raccordement 26 débouchent sur cette première face 34. Dans l’exemple illustré, les orifices de fixation 28 sont également débouchant mais il convient de noter qu’une telle configuration n’est pas limitative dès lors que la bride 18 est rendue solidaire de l’organe d’échange de chaleur 4 par d’autres moyens que par des vis de serrage amenées à coopérer avec ces orifices de fixation. Notamment, et tel que cela a pu être précisé précédemment, la bride 18 est de préférence brasée sur l’organe d’échange de chaleur et les vis de serrage 36 ne participent qu’à la fixation de l’interface de raccordement 20 sur la bride 18.

Au niveau de la première face 34 de la bride 18, le bord délimitant chaque orifice de raccordement est prolongé par une collerette 38 formant saillie de la première face, de manière à former un organe de positionnement lors de la fixation de la bride 18 sur l’organe d’échange de chaleur 4.

La première face 34 de la bride 18 comporte par ailleurs, autour de chaque orifice de raccordement 26, une gorge annulaire 40 configurée pour recevoir un anneau de brasage 41 permettant le brasage de la bride 18 sur l’organe d’échange de chaleur 4, tel que cela est notamment visible sur les vues en coupe des figures 7 et 8.

Le bloc formant la bride 18 présente une deuxième face 42 opposée à la première face 34 et destinée à être en regard de l’interface de raccordement 20 lorsque l’ensemble de raccordement est assemblé. Bien entendu, les orifices de fixation 28 et les orifices de raccordement 26 débouchent sur cette deuxième face 42, visible au moins partiellement sur la figure 4.

Chaque orifice de fixation 28 est taraudé et sensiblement droit, de diamètre constant d’une face à l’autre de la bride 18.

Chaque orifice de raccordement 26 comporte deux portions 44, 46 consécutives d’une face à l’autre de la bride 18, ces deux portions consécutives présentant des dimensions différentes de sorte qu’un épaulement 48 est ménagé dans l’orifice de raccordement 26. Une première portion 44 de plus grande dimension forme une portion d’accueil qui s’étend depuis la deuxième face 42 jusqu’à l’épaulement 48, cette première portion 44 ayant pour fonction d’accueillir les extrémités libres associées aux tubulures 12, en présentant une dimension, ici un diamètre D1, de valeur supérieure à celle du diamètre D2 d’un embout monté en bout de la tubulure 12.

Tel que cela est visible sur les vues en coupe des figures 7 et 8 notamment, la bride 18 est positionnée de sorte que les orifices de raccordement 26 débouchant sur la première face 34 de la bride soient alignés verticalement par rapport aux orifices de passage 22 de fluide réfrigérant ménagées dans l’organe d’échange de chaleur 4. La position de la bride 18 par rapport à l’organe d’échange de chaleur 4 est théoriquement fixe, mais on comprend qu’il est possible qu’un jeu dimensionnel apparaisse du fait notamment du jeu de montage dans le positionnement aligné des orifices et des passages et du jeu de fabrication de la bride.

L’interface de raccordement 20 est associée aux tubulures 12 de manière à permettre le raccordement et le maintien en position fiable de celles-ci par rapport à la bride 18 et l’organe d’échange de chaleur 4 associé. L’interface de raccordement 20 comporte selon l’invention une première partie 50 solidaire de l’extrémité de chacune des tubulures 12 et une deuxième partie 52 formant l’élément flottant 16 évoqué ci-dessus, ces deux parties étant mobiles l’une par rapport à l’autre avant l’assemblage de l’interface de raccordement sur la bride, cet assemblage participant à figer la position des deux parties de l’interface de raccordement 20.

La première partie 50 consiste en au moins un embout 54 configuré pour être solidaire de chaque portion d’extrémité correspondante des tubulures. Dans l’exemple illustré, la première partie 50 de l’interface de raccordement 20 consiste en deux embouts 54 séparés et respectivement solidaires d’une portion d’extrémité 24 d’une tubulure 12.

Plus particulièrement, la première partie 50 est configurée de manière à présenter un passage 55 entre les embouts 54.

Chaque embout 54 est brasé sur la portion d’extrémité 24 d’une tubulure de manière à former un sous ensemble monobloc, en ce sens que l’embout 54 et la tubulure 12 ne peuvent être séparés sans destruction de l’un ou de l’autre. Chaque embout présente une base 56 de forme annulaire, qui est brasée autour de la tubulure et un tube creux 58 s’étendant en saillie de la base, au centre de celle-ci.

La base 56 de l’embout présente un diamètre d’une première dimension D3, et elle présente une surface d’appui 60 en saillie de laquelle le tube creux 58 est formé, la surface d’appui étant tournée vers l’extrémité de la tubulure et destinée à être en regard de la bride lorsque l’ensemble de raccordement 10 est assemblé. La base présente par ailleurs une surface de contact 62 tournée à l’opposé de la surface d’appui et destinée à être en contact de la deuxième partie 52 formant l’élément flottant lors de l’assemblage de l’ensemble de raccordement.

Le tube creux 58 de l’embout prolonge verticalement la portion d’extrémité 24 de la tubulure à raccorder et il présente une forme sensiblement conique avec un diamètre allant en diminuant au fur et à mesure de son éloignement de la base 56 de manière à faciliter l’insertion du tube dans l’orifice de raccordement 26 correspondant de la bride 18.

La deuxième partie 52 consiste en un bloc de matière présentant ici une forme générale oblongue, ledit bloc étant traversé par un nombre d’ouvertures 64, 66 égal au nombre de tubulures à raccorder à l’organe d’échange de chaleur, ainsi que par des alésages de fixation 68 ici au nombre de deux. Ces ouvertures et alésages sont traversant en ce sens qu’ils s’étendent verticalement d’une face à l’autre du bloc formant la deuxième partie.

On peut notamment distinguer sur cet élément flottant 16 formé par la deuxième partie une face externe 70 tournée à l’opposé de la bride, et une face interne 72 opposée destinée à être en regard des embouts formant la première partie 50 de l’interface de raccordement 20.

De façon similaire à ce qui a été décrit précédemment pour la bride 18, la deuxième partie 52 de l’interface de raccordement 20 présente une forme oblongue et les ouvertures 64, 66 sont disposées à chaque extrémité longitudinale du bloc tandis que les alésages de fixation 68 sont disposés au centre du bloc par rapport à la grande dimension de la forme oblongue, c’est-à-dire la dimension longitudinale, ici respectivement au voisinage d’un bord transversal du bloc.

Les ouvertures 64, 66 sont respectivement associées au passage d’une tubulure 12 au travers de cette deuxième partie 52. De manière à former un élément flottant notamment par rapport à ces tubulures, les ouvertures 64, 66 présentent une dimension longitudinale et une dimension transversale, c’est-à-dire dans les directions perpendiculaires à la direction d’allongement de la portion d’extrémité de la tubulure correspondante, qui sont plus grandes que le diamètre des tubulures 12.

A titre d’exemple, tel qu’illustré sur la figure 5, la dimension longitudinale de l’ouverture D4 est plus grande que le diamètre de la tubulure D5 correspondante d’une valeur ∆d permettant le débattement selon cette direction longitudinale. Ainsi, une fois la deuxième partie 52 de l’interface de raccordement 20 enfilée autour des tubulures 12, un déplacement de cette deuxième partie formant l’élément flottant 16 est permis selon les deux directions perpendiculaires à l’axe d’allongement de la tubulure au niveau de son extrémité coopérant avec l’interface de raccordement. Par ailleurs, on comprend que cette deuxième partie 52 peut, avant l’assemblage définitif de l’ensemble de raccordement et l’utilisation de l’organe de fixation formé ici par les vis de serrage 36, coulisser le long des tubulures selon la direction verticale, jusqu’à rencontrer une portion coudée 74 de la tubulure.

Dans le premier mode de réalisation illustré sur les figures 3 à 8, l’élément flottant 16 prend la forme d’un crochet, avec une première ouverture 64 qui présente un profil fermé et une deuxième ouverture 66 qui présente un profil ouvert sur un bord transversal 76 de sorte que la tubulure peut être dégagée de l’ouverture par ce bord transversal.

Tel que cela a été précisé précédemment, le diamètre interne D4 de la première ouverture 64 est d’une valeur supérieure à celle du diamètre D5 de la tubulure correspondante de manière à permettre un jeu de déplacement entre l’élément flottant 16 d’une part et les tubulures 12 et les embouts associés d’autre part. Et le bord 78 délimitant la première ouverture 64 forme une butée de fin de course au déplacement de l’élément flottant 16 formé par la deuxième partie 52 par rapport aux tubulures 12, et ce dans les deux sens des deux directions perpendiculaires à la direction d’allongement de la portion d’extrémité 24 de la tubulure correspondante.

Tel qu’illustré sur la figure 3, la deuxième ouverture 66 débouche sur un bord transversal 76 du bloc. En d’autres termes, une rainure 80 est formée dans le prolongement de la deuxième ouverture depuis ce bord transversal, la section de passage étant agrandie dans la rainure 80 par rapport à la deuxième ouverture 66.

Il résulte de cette forme en crochet que la deuxième partie 52 de l’interface de raccordement 20 est apte à pivoter autour d’un axe formé par le contact linéaire entre la première ouverture 64 à profil fermé et la tubulure correspondante 12. Il est ainsi possible de pivoter l’élément flottant 16 une fois celui-ci enfilé autour des tubulures 12, lors d’une étape de l’assemblage lors de laquelle on doit réaliser le brasage des embouts sur les tubulures.

L’ensemble de raccordement 10 comporte par ailleurs une pluralité de joints formant dispositif d’étanchéité 82 à la jonction entre la bride 18 et l’interface de raccordement 20. Ces joints sont particulièrement visibles sur la figure 3 en une vue éclatée, ainsi que sur les figures 6 à 8. Pour illustrer la mise en place d’un joint d’étanchéité entre les brides, un seul de ces joints a été illustré sur la figure 6.

Chaque joint est un joint plat comportant une armature métallique annulaire 84 et un élément déformable élastiquement 86, de type caoutchouc, agencé sur le pourtour interne 88 de l’armature annulaire. L’élément déformable est troué en son centre, ce trou 90 étant dimensionné pour pouvoir être emmanché autour du tube 58 formant saillie de l’embout 64 rendu solidaire de l’extrémité d’une tubulure 12. L’élément déformable élastiquement 86 est surmoulé sur l’armature métallique et une zone de jonction entre l’élément déformable élastiquement 86 et l’armature métallique 84 forme un bourrelet annulaire 92.

Afin d’assurer l'étanchéité malgré un mouvement des embouts dans les deux directions perpendiculaires à la direction d’allongement des tubulures, chaque joint plat est surdimensionné avec une partie interne formée par l’élément déformable élastiquement 86 qui est suffisamment grande pour que le bourrelet annulaire 92 soit toujours enserré entre la bride 18 et l’embout 54 correspondant.

Les vis de serrage 36 formant organe de fixation sont dimensionnées pour traverser la deuxième partie 52 de l’interface de raccordement, respectivement à travers un des alésages de fixation 68, et pour venir coopérer avec un orifice de fixation taraudé 28 formé dans la bride 18, avec une tête de vis 94 qui est apte à venir en appui sur la face externe 70 de l’élément flottant formé par la deuxième partie 52 de l’interface de raccordement 20. On comprend que lorsque les vis sont serrées, l’élément flottant est poussé par la tête de vis 94 contre la première partie 50 de l’interface de raccordement 20 et cet ensemble est simultanément plaqué contre la bride 18, en réalisant simultanément l’emprisonnement des joints formant dispositif d’étanchéité 82 entre la bride 18 et l’interface de raccordement 20 et le blocage du mouvement relatif entre les deux parties 50, 52 de l’interface de raccordement.

On va maintenant décrire un procédé de raccordement pour illustrer l'intérêt de l’invention d’avoir au moins deux tubulures indépendantes, contrairement aux solutions de l’art antérieur où chaque tubulure est directement brasée sur une bride configurée à être soudée ou vissée sur une bride correspondante de l’organe d’échange de chaleur.

Tout d’abord, la bride 18 est rendue solidaire de l’organe d’échange de chaleur 4, par exemple par brasage. Tel que cela est visible sur les figures 7 et 8, la bride 18 est à cet effet positionnée par rapport à l’organe d’échange de chaleur 4 et les orifices de passage 22 par lesquels le fluide réfrigérant doit entrer dans les plaques formant ici l’organe d’échange de chaleur, les organes de positionnement 38 faisant saillie de la première face 34 de la bride 18 étant insérés dans les orifices de passage. La bride prend ainsi une position figée, avec un entraxe entre les orifices de passage.

Par la suite, l’interface de raccordement 20 associée aux tubulures 12 va être fixée sur la bride 18 en assurant que l’entraxe entre les tubulures 12 et les embouts 54 qui les prolongent soit égal à l’entraxe entre les orifices de passage 22, afin de ne pas avoir à générer des efforts sur les tubulures pour les forcer à entrer.

Dans un premier temps, on dispose chacune des parties de l’interface de raccordement par rapport aux tubulures. L’élément flottant 16 formé par la deuxième partie 52 est tout d’abord enfilé autour des tubulures 12. Dans l’exemple illustré où l’élément flottant présente la forme d’un crochet, seule la première ouverture 64 au profil circulaire fermé est enfilée autour d’une tubulure 12. L’élément flottant est coulissé le long de la ou des tubulures de manière à dégager la portion d’extrémité de chaque tubulure.

La forme en crochet peut permettre de faire pivoter l’élément flottant 16 autour de la première ouverture 64, notamment dans le cas où le cintrage des tubulures 12 ne rend pas possible le fait de remonter suffisamment cet élément flottant pour dégager l’extrémité des tubulures et permettre le brasage des embouts sur ces extrémités.

Puis les embouts 54 sont rendus solidaires, ici par brasage ou de manière alternative par exemple par collage, de la portion d’extrémité 24 des tubulures 12. Les tubes 58 des embouts 54 forment une saillie prolongeant les tubulures, à l’opposé de celles-ci. Enfin, les joints formant dispositif d’étanchéité 82 sont respectivement emmanchés autour des tubes 58 des embouts 54.

Il convient alors dans un deuxième temps de fixer l’interface de raccordement 20 sur la bride 18. Tout d’abord, on positionne chacun des embouts 54 dans les orifices de raccordement 26 débouchant sur la deuxième face 42 de la bride, et donc plus particulièrement dans la portion d’accueil 44 de chaque orifice de raccordement 26.

L’intérêt d’avoir des tubulures indépendantes, c’est à dire rendues respectivement solidaires d’un embout qui leur est propre et non pas sur une bride solide et commune à toutes les tubulures, est de pouvoir gérer la mise en place des tubulures indépendamment de l’une par rapport à l’autre. Ainsi, le défaut de parallélisme d’un organe d’échange de chaleur à l’autre peut être compensé en plaçant indépendamment chaque tubulure et son embout associé dans la portion d’accueil qui lui correspond. On peut ainsi faire correspondre, par un mouvement indépendant de chaque tubulure, l’entraxe entre les tubulures et l’entraxe entre les orifices de raccordement sans avoir à forcer sur les tubulures pour les écarter ou les rapprocher l’une de l’autre pour s’adapter à l’entraxe entre les orifices de raccordement.

Par ailleurs, le fait que les portions d’accueil de chaque orifice présentent des dimensions supérieures à celles de chaque l’embout permet à chaque embout de bouger dans les directions perpendiculaires à l’axe d’allongement des tubulures une fois installé dans les orifices de la bride et cela permet de compenser le défaut de position des organes d’échange de chaleur que l’on souhaite raccorder.

Le fait que la deuxième partie de l’interface de raccordement forme un élément flottant non encore solidaire des embouts avec des ouvertures de dimensions plus grandes que celles des tubulures permet à ces tubulures de se déplacer à l’intérieur des ouvertures et de pouvoir prendre sans entrave une position alignée verticalement avec les orifices de raccordement.

Lors de cette mise en position de l’interface de raccordement sur la bride, les joints d’étanchéité prennent position contre la deuxième face de la bride. Tel que cela a été précisé, les joints d’étanchéité sont dimensionnés pour que le bourrelet formant la jonction entre armature métallique et matériau déformable élastiquement type caoutchouc soit en appui contre la deuxième face de la bride, même dans une position extrême des embouts contre un bord délimitant la première portion de l’orifice de raccordement correspondant, tel qu’illustré sur les figures 7 et 8.

Dans un dernier temps, les deux parties 50, 52 formant l’interface de raccordement 20 sont rendues solidaires l’une de l’autre par le vissage des vis de serrage 36 dans la bride 18. Il convient pour cela que l’élément flottant 16 formé par la deuxième partie 52 de l’interface de raccordement soit déplacé dans le plan longitudinal et transversal, perpendiculairement à la direction d’allongement des tubulures pour aligner verticalement chacun des alésages de fixation 68 de l’élément flottant de l’interface de raccordement 20 avec les orifices de fixation 28 de la bride 18.

Dans ce positionnement des deux parties de l’interface de raccordement mobiles l’une par rapport à l’autre pour prendre une position d’assemblage dans laquelle chaque alésage de fixation 68 est en regard d’un orifice de fixation 28, il convient de noter que la deuxième partie 52 formant l’élément flottant est également positionné de manière à ce que chaque alésage de fixation 68 de la deuxième partie mobile soit en regard du passage 55 ménagé entre les embouts 54 au niveau de la première partie 50 fixe pour pouvoir permettre l’insertion des vis de serrage 36.

En d’autres termes, l’ensemble de raccordement 10 est configuré de telle sorte que dans cette position d’alignement des alésages 68 et des orifices 28, visible notamment sur les figures 5, 7 et 8, les joints formant dispositif d’étanchéité 82 sont dimensionnés de telle sorte que le contour périphérique externe 89 de l’armature métallique affleure avec les tiges des vis de serrage 36 sans gêner leur serrage, même dans une position extrême des embouts (représentée en pointillés sur les figures 7 et 8) dans la portion d’accueil correspondante de la bride.

Le serrage de la vis implique un appui de la tête de vis 94 sur la face externe 70 de la deuxième partie de l’interface de raccordement et tel qu’expliqué précédemment un plaquage en cascade de cette deuxième partie 52 de l’interface de raccordement sur la première partie 50 de l’interface de raccordement et un plaquage de cette première partie 50 de l’interface de raccordement contre la bride 18. Ce serrage implique que le bourrelet annulaire 92 des joints formant dispositif d’étanchéité 82 est enserré entre la bride et l’interface de raccordement ce qui tend à compresser l’élément déformable élastiquement 86 contre le tube 58 de l’embout 54 correspondant et ce qui tend ainsi à assurer l’étanchéité de l’ensemble de raccordement. La partie flottante 16 formant deuxième partie 52 de l’interface de raccordement est ainsi placée au-dessus des embouts 54 formant première partie 50 de l’interface de raccordement 20 de manière à faire appui sur ces embouts et compresser les joints afin d’assurer l'étanchéité au passage de fluide tout en laissant les tubulures 12 se déplacer au sein de cette partie flottante 16 pour compenser le défaut de positionnement entre tubulures 12 et bride 18 solidaire de l’organe d’échange de chaleur.

On va maintenant décrire différentes variantes et modes de réalisation en référence aux figures 9 à 11.

La figure 9 est une représentation schématique d’une application particulière de l’invention avec deux ensembles de raccordement disposés respectivement à chaque extrémité d’un jeu de tubulures, pour le raccordement entre eux de deux organes d’échange de chaleur. En d’autres termes, chacune des tubulures est équipée à chacune de ses portions d’extrémité d’un ensemble de raccordement. Dans l’exemple illustré, les ensembles de raccordement sont identiques et prennent la forme d’un ensemble de raccordement 10 tel que précédemment décrit. Une telle application à deux ensembles de raccordement est notamment prévue pour des systèmes de refroidissement où plusieurs organes d’échange de chaleur sont agencés en série et que des tubulures sont disposées entre deux organes d’échange de chaleur successifs.

Cette figure 9 permet par ailleurs de rendre visible avec un autre angle de vue l’intérêt du surdimensionnement des ouvertures 64 de l’élément flottant par rapport au dimensionnement correspondant des tubulures 12. Dans ce qui a été précédemment illustré, il était mis en avant des exemples où le déplacement de la tubulure dans l’orifice correspondant était essentiellement longitudinal pour permettre un rattrapage de jeu longitudinal. Dans l’exemple illustré sur la figure 9, il est rendu visible un cas pratique dans lequel, pour un premier ensemble de raccordement, les embouts 54 disposés dans le prolongement des tubulures sont décalés d’un jeu j1 par rapport à l’axe de révolution des orifices de raccordement 26 dans un premier sens par rapport à la direction transversale et dans lequel, pour le deuxième ensemble de raccordement, les embouts 54 disposés dans le prolongement des tubulures sont décalés d’un jeu j2 par rapport à l’axe de révolution des orifices de raccordement 26 dans un deuxième sens opposé par rapport à la direction transversale. La possibilité de translation de chaque tubulure dans l’orifice 64 correspondant formée dans l’élément flottant de l’interface de raccordement permet d’ajuster l’alignement des embouts dans les orifices de raccordement, puis de repositionner l’élément flottant sans contraindre les tubulures pour aligner les alésages et les orifices de fixation.

La figure 10 illustre également l’application particulière avec deux ensembles de raccordement disposés respectivement à chaque extrémité d’un jeu de tubulures, pour le raccordement entre eux de deux organes d’échange de chaleur. Cette figure 10 illustre également un deuxième mode de réalisation dans lequel un premier ensemble de raccordement 101 est conforme en tout point à ce qui vient d’être décrit dans le premier mode de réalisation et dans lequel, à l’autre extrémité des tubulures, un deuxième ensemble de raccordement 102 se distingue du premier ensemble de raccordement par la forme de l’élément flottant de l’interface de raccordement 20.

Plus particulièrement l’élément flottant du deuxième ensemble de raccordement ne présente plus une forme de crochet avec un orifice à profil ouvert, mais forme une bride flottante 104 avec deux orifices à profil fermé. On comprend que ce deuxième ensemble de raccordement peut présenter deux orifices à profil fermé car le cintrage des tubulures est sensiblement le même d’une tubulure à l’autre au voisinage de ce deuxième ensemble de raccordement. Dès lors, la disposition des tubulures permet un déplacement suffisant de l’élément flottant, de sorte que le pivotement de l’élément flottant et donc la forme en crochet n’est pas nécessaire.

Le procédé de montage est le même que celui décrit précédemment, mais un tel élément flottant ne peut être mis en œuvre que si la forme des deux tubulures permet un dégagement en translation suffisamment long de l’élément flottant pour permettre le brasage des embouts sur la bride.

La figure 11 illustre une variante de réalisation dans laquelle l’ensemble de raccordement 10 est configuré pour permettre le raccordement à l’organe d’échange de chaleur de trois tubulures au lieu de deux tubulures dans ce qui a été précédemment décrit. L’ensemble de raccordement présente la même configuration par rapport à ce qui a été décrit pour le deuxième ensemble de raccordement de la figure 10, à savoir l’ensemble de raccordement avec la bride 18 et l’interface de raccordement 20 dont la deuxième partie 52 formant l’élément flottant est équipée d’ouvertures 64 à profil fermé.

Il résulte de cette configuration que les tubulures 12 doivent présenter une première portion coudée 74 suffisamment éloignée de leur extrémité libre pour permettre le coulissement de l’élément flottant le long des tubulures. Et il convient de noter que le nombre d’organes de fixation, ici des vis de serrage 36, est plus important du fait de l’augmentation de la dimension longitudinale de la bride et de l’interface de raccordement correspondante.

Bien entendu, le nombre d’embouts rendus solidaires de façon indépendante de chacune des extrémités des tubulures passant à travers une ouverture 64 de l’élément flottant est lui aussi augmenté, restant égal au nombre de tubulures, c’est-à-dire ici égal à trois.

Il résulte de ce qui vient d’être décrit qu’un intérêt de l’invention est de permettre un assemblage simple et sans ou avec peu d’efforts, tout en évitant de contraindre les tubulures dans des proportions risquant de les détériorer. L’utilisation d’un ensemble de raccordement tel qu’il vient d’être décrit selon les deux modes de réalisation ou toute combinaison de ces deux modes de réalisation est d’autant plus avantageuse que les tubulures sont courtes, étant entendu qu’il est d’autant plus difficile de les contraindre sans les endommager.

L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici, et elle s'étend également à tous moyens ou configurations équivalents et à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens. En d’autres termes, les deux modes de réalisation décrits ci-dessus ne sont nullement limitatifs et on pourra notamment imaginer des variantes de l’invention ne comprenant qu’une sélection de caractéristiques décrites par la suite isolées des autres caractéristiques mentionnées dans ce document, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l’invention par rapport à l’état de la technique antérieur.

Claims (10)

1. Interface de raccordement (20) d’un ensemble de raccordement (10) de tubulures de fluide réfrigérant dans un ensemble de refroidissement d’un dispositif de stockage électrique de véhicule automobile, l’ensemble de raccordement (10) comportant au moins une bride (18) rendue solidaire d’un organe d’échange de chaleur (4), ladite interface de raccordement (20) étant agencée au niveau de portions d’extrémité (24) de tubulures de fluide réfrigérant à raccorder audit organe d’échange de chaleur,
   caractérisée en ce que l’interface de raccordement (20) comporte une première partie (50) solidaire de l’extrémité de chacune des tubulures (12) et une deuxième partie (52) montée libre autour des tubulures, la deuxième partie comportant des ouvertures (64, 66) de passage des tubulures dimensionnées pour permettre un jeu de déplacement relatif entre elles des deux parties (50, 52) de l’interface de raccordement (20), au moins dans un plan perpendiculaire à une direction d’allongement des portions d’extrémité des tubulures, l’interface de raccordement (20) étant configurée pour coopérer avec un organe de fixation (36) apte à figer la position des deux parties l’une par rapport à l’autre.
2. Interface de raccordement (20) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la première partie (50) comporte une pluralité d’embouts (54) respectivement fixés à une extrémité d’une tubulure (12), chaque embout présentant une surface de contact (62) formant butée au déplacement de la deuxième partie (52).
3. Interface de raccordement (20) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la deuxième partie (52) comporte au moins un alésage de fixation (68) et en ce que la première partie (50) est configurée de manière à présenter un passage (55) entre les embouts (54), les deux parties étant mobiles l’une par rapport à l’autre pour prendre une position d’assemblage dans laquelle l’alésage de fixation est en regard du passage entre les embouts.
4. Interface de raccordement (20) selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que chaque embout (54) présente un tube creux (58) prolongeant la tubulure correspondante pour le passage du fluide réfrigérant, le tube creux (58) étant apte à être logé dans un orifice de raccordement (26) formé dans la bride (18) correspondante de l’ensemble de raccordement.
5. Interface de raccordement (20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la deuxième partie (52) comporte une première ouverture (64) de passage d’une première tubulure qui présente un profil fermé et une ouverture (66) de passage (66) d’une deuxième tubulure qui présente un profil ouvert.
6. Ensemble de raccordement (10) comportant au moins une bride (18) rendue solidaire d’un organe d’échange de chaleur (4) et une interface de raccordement (20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un organe de fixation (36) de l’interface de raccordement (20) dans la bride (18) configuré pour plaquer simultanément les deux parties (50, 52) de l’interface de raccordement l’une contre l’autre et l’ensemble de cette interface de raccordement (20) contre la bride (18).
7. Ensemble de raccordement (10) selon la revendication 6, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une vis de serrage (36) formant organe de fixation dont une tête (94) est en appui contre une face externe (70) de la deuxième partie (52) de l’interface de raccordement (20) et dont un corps fileté est apte à coopérer avec un orifice de fixation (28) taraudé de la bride, la première partie (50) de l’interface de raccordement étant disposée entre la bride (18) et la deuxième partie (52) de l’interface de raccordement.
8. Ensemble de raccordement (10) selon l’une des revendications 6 ou 7, dans lequel l’interface de raccordement (20) est selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bride (18) comporte au moins un orifice de raccordement (26) qui présente une portion d’accueil (44) dont la dimension dans une direction perpendiculaire à la direction d’allongement de la portion d’extrémité de la tubulure correspondante est supérieure à la dimension correspondante du tube creux (58) de l’embout (54) qui est logé dans cette portion d’accueil (44).
9. Ensemble de raccordement (10) selon l’une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu’au moins un dispositif d’étanchéité (82) est agencé entre l’interface de raccordement (20) et la bride (18), autour d’au moins une des tubulures (12).
10. Ensemble de raccordement (10) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif d’étanchéité (82) comporte une plaque d’armature annulaire métallique (84) surmoulée d’un élément déformable élastiquement (86), une zone de jonction entre l’élément déformable et armature formant un bourrelet annulaire (92), ledit élément déformable élastiquement étant dimensionné de manière à ce que ce bourrelet annulaire soit toujours enserré entre la bride (18) et la première partie (50) de l’interface de raccordement.