FR3102551A1 - Heat exchanger and method of manufacturing such an exchanger - Google Patents
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Abstract
Echangeur de chaleur comprenant un capteur d’un paramètre physique et/ou chimique intégré par surmoulage dans une matière formant au moins en partie ledit échangeur de chaleur. Figure pour l’abrégé : Figure 1Heat exchanger comprising a sensor of a physical and / or chemical parameter integrated by overmolding in a material forming at least in part said heat exchanger. Figure for the abstract: Figure 1
Description
La présente invention concerne un échangeur de chaleur, tel qu’un échangeur de chaleur destiné à un véhicule automobile. L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un tel échangeur.The present invention relates to a heat exchanger, such as a heat exchanger for a motor vehicle. The invention also relates to a method of manufacturing such an exchanger.
Il est connu d’utiliser des capteurs afin de contrôler certains paramètres, comme par exemple la pression, au sein d’un échangeur. La présence de capteurs nécessite la présence de connectiques tel que des gaines de câbles afin d’alimenter le capteur en électricité et de le connecter avec l’extérieur de l’échangeur afin de récupérer les informations relevées par ledit capteur. La présence du capteur et de la connectique associée entraine non seulement un encombrement mais également une difficulté d’intégration dans la mesure où le système doit rester étanche et/ou isolé. De plus, il peut être difficile de maintenir le capteur et la connectique en position dans l’échangeur.It is known to use sensors in order to control certain parameters, such as for example the pressure, within an exchanger. The presence of sensors requires the presence of connectors such as cable sheaths in order to supply the sensor with electricity and to connect it with the outside of the exchanger in order to recover the information recorded by said sensor. The presence of the sensor and the associated connectors leads not only to a bulk but also to a difficulty of integration insofar as the system must remain sealed and/or isolated. In addition, it can be difficult to maintain the sensor and the connectors in position in the exchanger.
La présente invention vise à améliorer l’intégration de capteurs, voire de la connectique associée, au sein d’un échangeur de chaleur.The present invention aims to improve the integration of sensors, or even the associated connectors, within a heat exchanger.
A cet effet, l’invention a pour objet un échangeur de chaleur comprenant un capteur d’un paramètre physique et/ou chimique intégré par surmoulage dans une matière formant au moins en partie ledit échangeur de chaleur.To this end, the subject of the invention is a heat exchanger comprising a sensor of a physical and/or chemical parameter integrated by overmolding in a material forming at least in part said heat exchanger.
L’intégration du capteur par surmoulage permet non seulement de réduire l’encombrement au sein de l’échangeur mais également d’assurer une étanchéité et/ou une isolation au niveau du capteur et de protéger ledit capteur. De plus, le capteur est efficacement maintenu dans sa position.The integration of the sensor by overmolding not only reduces the size within the exchanger but also ensures sealing and/or insulation at the level of the sensor and protects said sensor. In addition, the sensor is effectively held in its position.
L’invention peut également comprendre l’une quelconque des caractéristiques suivantes, prises individuellement ou selon toute combinaison techniquement possible :The invention may also include any of the following features, taken individually or in any technically possible combination:
- l’échangeur comprend une boite collectrice, ledit capteur étant intégré par surmoulage dans une matière formant ladite boite collectrice,- the exchanger comprises a collector box, said sensor being integrated by overmolding in a material forming said collector box,
- la boite collectrice est configurée de sorte que le capteur puisse effectuer une mesure dudit paramètre pour un premier fluide circulant dans ladite boite,- the collector box is configured so that the sensor can perform a measurement of said parameter for a first fluid circulating in said box,
- la boite collectrice comprend un couvercle, ledit capteur étant intégré par surmoulage dans une matière formant ledit couvercle,- the collector box comprises a cover, said sensor being integrated by overmolding in a material forming said cover,
- le capteur est encapsulé dans la matière formant le couvercle de la boite collectrice,- the sensor is encapsulated in the material forming the cover of the collector box,
- au moins une partie du capteur débouche à l’extérieur de la boite collectrice,- at least part of the sensor opens outside the collector box,
- au moins une partie du capteur débouche à l’intérieur de la boite collectrice,- at least part of the sensor opens inside the collector box,
- l’échangeur comprend une armature accueillant une pluralité d’éléments de chauffage électrique,- the exchanger comprises a frame housing a plurality of electric heating elements,
- le capteur est intégré par surmoulage dans une matière formant ladite armature,- the sensor is integrated by overmolding in a material forming said frame,
- l’échangeur comprend une connectique associée au capteur,- the exchanger includes connectors associated with the sensor,
- la connectique est intégrée par surmoulage dans la matière intégrant le capteur,- the connectors are integrated by overmoulding in the material integrating the sensor,
- la connectique est encapsulée dans la matière formant le couvercle de la boite collectrice,- the connectors are encapsulated in the material forming the cover of the header box,
- au moins une partie de la connectique débouche à l’extérieur de la boite collectrice,- at least part of the connection leads outside the collector box,
- au moins une partie de la connectique débouche à l’intérieur de la boite collectrice,- at least part of the connector opens inside the header box,
- le paramètre mesuré par le capteur est la pression,- the parameter measured by the sensor is the pressure,
- le paramètre mesuré par le capteur est la température,- the parameter measured by the sensor is the temperature,
- la matière dans laquelle est surmoulé le capteur comprend du plastique.- the material in which the sensor is molded comprises plastic.
L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un échangeur tel que décrit plus haut, comprenant les étapes suivantes :
- disposition d’un capteur d’un paramètre physique et/ou chimique au sein d’un moule destiné à former au moins en partie l’échangeur de chaleur,
- injection de matière dans ledit moule de sorte à surmouler le capteur et à former ladite partie de l’échangeur de chaleur.The invention also relates to a method of manufacturing an exchanger as described above, comprising the following steps:
- provision of a sensor of a physical and/or chemical parameter within a mold intended to form at least in part the heat exchanger,
- injection of material into said mold so as to overmold the sensor and to form said part of the heat exchanger.
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description given by way of non-limiting example and with reference to the appended drawings in which:
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Comme illustré à la figure 1, l’invention concerne un échangeur de chaleur 1 intégrant un capteur 10 d’un paramètre physique et/ou chimique. Le capteur 10 est ici représenté en pointillés afin de faciliter la lecture. L’échangeur de chaleur 1 comprend, par exemple, une première boite collectrice 20, une deuxième boîte collectrice 20’, et un faisceau de tubes ou de plaques 30 empilés les uns sur les autres. Les tubes ou plaques 30 sont agencés entre les boites collectrices 20, 20’ pour permettre la circulation d’un premier fluide de l’une à l’autre à travers les tubes et/ou entre les plaques. Le faisceau comprend en outre ici des intercalaires destinés à être traversés par un second fluide. Les intercalaires sont en contact avec les tubes et/ou les plaques. L’échangeur permet de a sorte un échange thermique entre le premier et le second fluide.As illustrated in Figure 1, the invention relates to a heat exchanger 1 integrating a sensor 10 of a physical and/or chemical parameter. The sensor 10 is shown here in dotted lines in order to facilitate reading. The heat exchanger 1 comprises, for example, a first manifold 20, a second manifold 20', and a bundle of tubes or plates 30 stacked on top of each other. The tubes or plates 30 are arranged between the manifolds 20, 20' to allow the circulation of a first fluid from one to the other through the tubes and/or between the plates. The bundle further comprises here inserts intended to be traversed by a second fluid. The inserts are in contact with the tubes and/or the plates. The exchanger allows a kind of heat exchange between the first and the second fluid.
Dans l’échangeur 1 selon l’invention, le capteur 10 est intégré par surmoulage dans une matière formant au moins en partie ledit échangeur de chaleur 1. Le surmoulage consiste à injecter de la matière dans un moule dans lequel est disposé un premier élément, ici le capteur 10, afin de former un second élément, ici au moins une partie de l’échangeur 1. En d’autres termes, le capteur 10 est pris dans la masse de ladite matière. Le procédé d’injection sera décrit plus en détails par la suite.In the exchanger 1 according to the invention, the sensor 10 is integrated by overmolding in a material forming at least in part said heat exchanger 1. The overmolding consists of injecting material into a mold in which a first element is placed, here the sensor 10, in order to form a second element, here at least a part of the exchanger 1. In other words, the sensor 10 is taken in the mass of said material. The injection process will be described in more detail later.
Avantageusement, la matière dans laquelle est surmoulé le capteur comprend du plastique. Par plastique, on entend tout mélange contenant un polymère susceptible d’être moulé, façonné, en général à chaud et sous pression, afin de conduire à un semi-produit ou à un objet.Advantageously, the material in which the sensor is molded comprises plastic. By plastic, we mean any mixture containing a polymer capable of being molded, shaped, generally hot and under pressure, in order to produce a semi-finished product or an object.
Le capteur 10 peut être localisé à différents emplacements au sein de l’échangeur 1 en fonction de la nature du capteur 10 et du paramètre mesuré.Sensor 10 can be located at different locations within exchanger 1 depending on the nature of sensor 10 and the parameter measured.
Avantageusement, le capteur 10 est intégré dans une matière formant la boite collectrice 20. Avantageusement encore, la boite collectrice 20 est configurée de sorte que le capteur 10 puisse effectuer une mesure dudit paramètre pour un premier fluide circulant dans ladite boite 20.Advantageously, the sensor 10 is integrated in a material forming the manifold 20. Advantageously, the manifold 20 is configured so that the sensor 10 can perform a measurement of said parameter for a first fluid flowing in said box 20.
La boite collectrice 20 comprend notamment un couvercle 22. Ledit couvercle 22 de boite collectrice 20 comprend une face interne débouchant à l’intérieur de la boite collectrice 20 et une face externe débouchant à l’extérieur de la boite collectrice 20. Avantageusement encore, le capteur est intégré par surmoulage dans une matière formant le couvercle 22.The collector box 20 comprises in particular a cover 22. Said cover 22 of the collector box 20 comprises an internal face opening inside the collector box 20 and an external face opening outside the collector box 20. sensor is integrated by overmolding in a material forming the cover 22.
L’intégration du capteur 10 dans la matière formant le couvercle 22 permet de mesurer des paramètres physiques à l’intérieur de la boite collectrice 20 sans nécessiter un perçage dudit couvercle 22 afin d’y introduire un tel capteur.The integration of the sensor 10 in the material forming the cover 22 makes it possible to measure physical parameters inside the collector box 20 without requiring drilling of said cover 22 in order to introduce such a sensor therein.
Le capteur 10 peut être de différentes natures. Ledit capteur 10 peut notamment être un capteur de contact, de proximité, d’humidité, de température ou un capteur électromagnétique.The sensor 10 can be of different types. Said sensor 10 can in particular be a contact, proximity, humidity, temperature sensor or an electromagnetic sensor.
Selon un mode de réalisation, le paramètre physique mesuré par le capteur 10 est la pression.According to one embodiment, the physical parameter measured by the sensor 10 is the pressure.
Selon un autre mode de réalisation, le paramètre physique mesuré par le capteur 10 est la température.According to another embodiment, the physical parameter measured by the sensor 10 is the temperature.
Le capteur 10 est associé à une connectique 12. Par connectique on entend l’ensemble de matériel servant à établir des liaisons électriques pour l’alimentation du capteur. On entend encore, alternativement et/ou cumulativement, l’ensemble de matériel servant à établir les liaisons informatiques et/ou entre le capteur et un système distant permettant de gérer les informations collectées par le capteur comme par exemple un ordinateur de bord d’un véhicule. La connectique peut notamment correspondre à une piste électrique, des câbles ou des gaines.The sensor 10 is associated with a connector 12. By connector is meant the set of equipment used to establish electrical connections for the sensor supply. We also mean, alternatively and/or cumulatively, the set of hardware used to establish the computer links and/or between the sensor and a remote system making it possible to manage the information collected by the sensor such as for example an on-board computer of a vehicle. The connectors may in particular correspond to an electrical track, cables or sheaths.
Avantageusement, la connectique 12 associée au capteur 10 est intégrée par surmoulage dans la matière intégrant le capteur 10. L’intégration par surmoulage à la fois du capteur 10 et de la connectique 12 associée permet de réduire encore d’avantage l’encombrement associé.Advantageously, the connector 12 associated with the sensor 10 is integrated by overmolding in the material integrating the sensor 10. The integration by overmolding of both the sensor 10 and the associated connector 12 makes it possible to further reduce the associated bulk.
La manipulation d’une importante quantité de câbles et autre connectiques constitue une difficulté de manipulation lors de l’intégration de différents éléments au sein d’un véhicule. Ainsi, la réduction de la quantité de câbles et autre connectique à l’extérieur de l’échangeur 1 permet de faciliter l’intégration de l’échangeur 1 dans un véhicule.The manipulation of a large quantity of cables and other connectors constitutes a difficulty of manipulation during the integration of different elements within a vehicle. Thus, the reduction in the quantity of cables and other connectors outside the exchanger 1 facilitates the integration of the exchanger 1 in a vehicle.
Avantageusement, la connectique 12 associée au capteur 10 est intégrée par surmoulage dans la matière formant la boite collectrice 20. Avantageusement encore, la connectique 12 associée au capteur 10 est intégrée par surmoulage dans la matière formant la boite collectrice 20.Advantageously, the connectors 12 associated with the sensor 10 are integrated by molding into the material forming the manifold 20. Advantageously again, the connectors 12 associated with the sensor 10 are integrated by molding into the material forming the manifold 20.
Selon un mode de réalisation, l’échangeur 1 de chaleur selon l’invention peut comprendre une pluralité de capteurs 10 de nature différente afin de contrôler une pluralité de paramètres physiques. L’échangeur 1 peut avantageusement comprendre un capteur 10 de pression et un capteur 10’ de température, chacun des capteurs 10, 10’ étant intégrés par surmoulage dans une matière formant au moins en partie ledit échangeur de chaleur 1. La figure 2 illustre un mode de réalisation dans lequel un premier capteur 10 de pression et un second capteur 10’ de température ainsi que les connectiques 12 associées sont intégrés par surmoulage dans la matière formant le couvercle 22 de boite collectrice 20 de l’échangeur 1.According to one embodiment, the heat exchanger 1 according to the invention may comprise a plurality of sensors 10 of different nature in order to control a plurality of physical parameters. The exchanger 1 can advantageously comprise a pressure sensor 10 and a temperature sensor 10', each of the sensors 10, 10' being integrated by overmolding in a material forming at least in part said heat exchanger 1. FIG. 2 illustrates a embodiment in which a first pressure sensor 10 and a second temperature sensor 10' as well as the associated connectors 12 are integrated by overmolding in the material forming the cover 22 of the manifold 20 of the exchanger 1.
Comme représenté à la figure 3, le capteur 10 et la connectique 12 associée peuvent être localisés à différents emplacement au sein d’une même épaisseur de matière.As shown in Figure 3, the sensor 10 and the associated connectors 12 can be located at different locations within the same thickness of material.
Selon un mode de réalisation illustré à la figure 3a, le capteur 10 peut être encapsulé dans la matière formant au moins en partie l’échangeur de chaleur 1, par exemple dans la matière formant le couvercle 22 de la boite collectrice 20. La totalité de la surface du capteur 10 est alors recouverte de matière. Ce mode de réalisation permet une meilleure protection du capteur qui n’est alors en contact avec aucun fluide traversant l’échangeur de chaleur 1. Ceci s’applique de la même manière à la connectique 12 associée audit capteur 10. La connectique 12 peut ainsi être encapsulée dans la matière formant au moins en partie l’échangeur de chaleur 1.According to an embodiment illustrated in FIG. 3a, the sensor 10 can be encapsulated in the material forming at least part of the heat exchanger 1, for example in the material forming the cover 22 of the collector box 20. All of the surface of sensor 10 is then covered with material. This embodiment allows better protection of the sensor which is then in contact with no fluid passing through the heat exchanger 1. This applies in the same way to the connectors 12 associated with said sensor 10. The connectors 12 can thus be encapsulated in the material forming at least in part the heat exchanger 1.
Selon un autre mode de réalisation illustré à la figure 3b, au moins une partie du capteur 10 affleure à la surface de la matière, d’un premier côté, par exemple pour déboucher à l’intérieur de la boite collectrice 20. Ledit capteur 10 peut alors être en contact avec le premier fluide circulant dans la boite collectrice. Ceci est particulièrement avantageux lorsque le capteur est un capteur de contact.According to another embodiment illustrated in FIG. 3b, at least part of the sensor 10 is flush with the surface of the material, on a first side, for example to emerge inside the collector box 20. Said sensor 10 can then be in contact with the first fluid circulating in the collector box. This is particularly advantageous when the sensor is a contact sensor.
Selon un autre mode de réalisation illustré à la figure 3c, au moins une partie du capteur 10 affleure à la surface de la matière, de l’autre côté, par exemple pour déboucher à l’extérieur de la boite collectrice 20.According to another embodiment illustrated in FIG. 3c, at least part of the sensor 10 is flush with the surface of the material, on the other side, for example to emerge outside the collector box 20.
Ceci s’applique de la même manière à la connectique 12 associée audit capteur. Au moins une partie de la connectique 12 peut ainsi déboucher à l’intérieur et/ou à l’extérieur, en particulier de la boite collectrice 20. Avantageusement, la connectique 12 présente une extrémité libre débouchant à l’extérieur de la boite collectrice 20 de sorte à connecter le capteur avec un élément de connexion externe.This applies in the same way to connectors 12 associated with said sensor. At least a part of the connectors 12 can thus emerge inside and/or outside, in particular of the collector box 20. Advantageously, the connectors 12 have a free end opening outside of the collector box 20 so as to connect the sensor with an external connection element.
Selon un mode de réalisation illustré à la figure 4, l’échangeur de chaleur 1 comprend une armature 40 accueillant une pluralité d’éléments de chauffage électrique. Avantageusement, le capteur 10 est intégré par surmoulage dans une matière formant ladite armature 40.According to an embodiment illustrated in Figure 4, the heat exchanger 1 comprises an armature 40 accommodating a plurality of electric heating elements. Advantageously, the sensor 10 is integrated by overmolding in a material forming said armature 40.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé de fabrication d’un échangeur de chaleur 1 tel que décrit plus haut. Ce procédé est illustré de façon schématique à la figure 5. Ledit procédé comprend une étape de disposition d’un capteur 10 d’un paramètre physique et/ou chimique au sein d’un moule 100 destiné à former au moins en partie l’échangeur de chaleur 1. Le moule 100 comprend une cavité de moulage consistant en une contre forme de la partie de l’échangeur 1 que l’on souhaite former. Ledit moule 100 est en général en métal, en deux ou plusieurs parties définissant conjointement la cavité de moulage.According to another aspect, the invention relates to a method of manufacturing a heat exchanger 1 as described above. This process is illustrated schematically in FIG. 5. Said process comprises a step of placing a sensor 10 of a physical and/or chemical parameter within a mold 100 intended to form at least part of the heat exchanger heat 1. The mold 100 comprises a molding cavity consisting of a form against the part of the exchanger 1 that is to be formed. Said mold 100 is generally made of metal, in two or more parts jointly defining the molding cavity.
Le procédé comprend également une étape d’injection de matière dans ledit moule 100 de sorte à surmouler le capteur 10 et à former ladite partie de l’échangeur de chaleur 1.The method also includes a step of injecting material into said mold 100 so as to overmold sensor 10 and form said part of heat exchanger 1.
Dans le mode de réalisation illustré à la figure 5, le capteur 10 et la connectique 12 associée sont disposés dans le moule 100 destiné à former le couvercle 22 de la boite collectrice 20. La mise en place du capteur 10 et de la connectique 12 est représentée aux figures 5a et 5b. Comme représenté à la figure 5c, de la matière plastique est alors injectée dans le moule 100 comprenant le capteur 10 et la connectique 12 de sorte à former le couvercle 22. On comprend que le capteur 10 et la connectique 12 sont simultanément surmoulés. Ledit couvercle 22 est ensuite démoulé, comme illustré à la figure 5d, et utilisé pour fabriquer l’échangeur 1.In the embodiment illustrated in FIG. 5, the sensor 10 and the associated connectors 12 are placed in the mold 100 intended to form the cover 22 of the collector box 20. The installation of the sensor 10 and the connectors 12 is shown in Figures 5a and 5b. As represented in FIG. 5c, plastic material is then injected into the mold 100 comprising the sensor 10 and the connectors 12 so as to form the cover 22. It will be understood that the sensor 10 and the connectors 12 are simultaneously molded. Said lid 22 is then unmolded, as shown in Figure 5d, and used to manufacture the exchanger 1.
Claims (10)
- disposition d’un capteur (10) d’un paramètre physique et/ou chimique au sein d’un moule (100) destiné à former au moins en partie l’échangeur de chaleur (1),
- injection de matière dans ledit moule (100) de sorte à surmouler ledit capteur et à former ladite partie de l’échangeur de chaleur (1).Method of manufacturing a heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, comprising the following steps:
- arrangement of a sensor (10) of a physical and/or chemical parameter within a mold (100) intended to form at least in part the heat exchanger (1),
- injection of material into said mold (100) so as to overmold said sensor and to form said part of the heat exchanger (1).
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR1912091A FR3102551A1 (en) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | Heat exchanger and method of manufacturing such an exchanger |
Applications Claiming Priority (2)
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| FR1912091A FR3102551A1 (en) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | Heat exchanger and method of manufacturing such an exchanger |
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| FR3102551A1 true FR3102551A1 (en) | 2021-04-30 |
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ID=71452269
Family Applications (1)
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| FR1912091A Pending FR3102551A1 (en) | 2019-10-29 | 2019-10-29 | Heat exchanger and method of manufacturing such an exchanger |
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2019
- 2019-10-29 FR FR1912091A patent/FR3102551A1/en active Pending
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