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Patent Searching and Data


Title:
FLUID CONNECTOR FOR A HEAT EXCHANGER FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/180474
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a fluid connector (1) intended for being connected to an inlet/outlet tubing (3) for a coolant liquid of a heat exchanger (5) for a motor vehicle, including: a first connector portion (11) intended for being connected to the inlet/outlet tubing (3) of the heat exchanger (5); and a second connector portion (13) intended for being connected to a tubing of a cooling circuit, characterised in that said fluid connector (1) comprises at least one chamber (23) in fluid communication with the first and second connector portions (11), (13), as well as a temperature sensor (17) comprising a probe portion (17a) leading into the chamber (23) in order to be able to measure the temperature of the cooling liquid.

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Inventors:
FERLAY, Benjamin (11 rue de Limours, Cernay La Ville, 78720, FR)
DEVEDEUX, Sébastien (1 rue Molière, Versailles, Versailles, 78000, FR)
DA SILVA, Carlos (12 allée Le Clos Pasquier, Mareil Sur Mauldre, Mareil Sur Mauldre, 78124, FR)
Application Number:
EP2015/060413
Publication Date:
November 17, 2016
Filing Date:
May 12, 2015
Export Citation:
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Assignee:
VALEO SYSTEMES THERMIQUES (Service Propriété Industrielle, 8 rue Louis Lorman, La Verrière Le Mesnil-Saint-Denis, 78320, FR)
International Classes:
F28F9/02; F02B29/04; F16L33/00; F28F27/00
Foreign References:
US20100156443A12010-06-24
DE202006016186U12008-03-06
DE102010006766A12011-08-04
EP2505900A12012-10-03
DE10117731C12003-01-23
Attorney, Agent or Firm:
PELLEGRINI, Marie-Claude (Valeo Systemes Thermiques, 8 rue Louis LormandLa Verrière, Le Mesnil-Saint-Denis, 78320, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Connecteur fluidique (1 ) destiné à être connecté à une tubulure d'entrée/sortie (3) d'un liquide de refroidissement d'un échangeur thermique (5) pour véhicule automobile comprenant

- une première portion de connecteur (1 1 ) destinée à être connectée à la tubulure d'entrée/sortie (3) de l'échangeur thermique (5),

- une deuxième portion de connecteur (13) destinée à être connectée à une tubulure d'un circuit de refroidissement,

caractérisé en ce que ledit connecteur fluidique (1 ) comporte d'une part, au moins une chambre (23) en connexion fluidique avec les première et deuxième portions de connecteur (1 1 ), (13), et d'autre part, un capteur de température (17) avec une portion de sonde (17a) débouchant dans la chambre (23) pour pouvoir mesurer la température du liquide de refroidissement.

2. Connecteur fluidique selon la revendication 1 , dans lequel le capteur de température (17) est maintenu dans un logement (15) du connecteur fluidique (1 ) dont l'axe (ΑΑ') est perpendiculaire à l'axe (ΒΒ') de la première portion de connecteur (1 1 ).

3. Connecteur fluidique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'axe (ΑΑ') du logement (15) du connecteur fluidique (1 ) est en outre perpendiculaire à l'axe (CC) de la deuxième portion de connecteur ( 13).

4. Connecteur fluidique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le capteur de température (17) comporte une gorge circonférentielle (34) coopérant avec des fentes (29) du logement (15) pour recevoir une agrafe (31 ) permettant de maintenir ledit capteur de température (17) dans ledit logement (15).

5. Connecteur fluidique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le logement (15) comprend une paroi de fond (25) annulaire sur laquelle est disposé un joint annulaire (27) qui permet de faire l'étanchéité lorsque le capteur de température (17) est monté serré dans le logement (15).

6. Connecteur fluidique selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première portion de connecteur (1 1 ) est un élément femelle (1 1 a) de type connecteur rapide apte à recevoir en emmanchement un élément mâle (35) de la tubulure d'entrée/sortie (3) de l'échangeur thermique (5).

7. Connecteur fluidique selon la revendication 6, dans lequel l'élément femelle (1 1 a) de la première portion de connecteur (1 1 ) comporte une butée d'indexage (39) permettant de bloquer la position angulaire du connecteur fluidique (1 ) monté sur la tubulure d'entrée/sortie (3) de l'échangeur thermique (5).

8. Connecteur fluidique selon la revendication 7, dans lequel la butée d'indexage (39) se présente sous la forme d'un décrochement sur la périphérie interne de l'élément femelle (1 1 a) qui coopère avec une partie saillante (35a) de l'élément mâle (35).

9. Connecteur fluidique selon l'une des revendications 6 à 7, dans lequel l'élément femelle (1 1 a) de la première portion de connecteur (1 1 ) comprend une paroi de fond (37) annulaire sur laquelle est disposé un joint annulaire (41 ) qui permet de garantir l'étanchéité lorsque l'élément mâle (35) de la tubulure d'entrée/sortie (3) lui est raccordé.

10. Connecteur fluidique selon l'une des revendications précédentes, comprenant une patte de fixation (19) permettant de fixer le connecteur fluidique (1 ) à une bride frontale (9) de l'échangeur thermique (5).

1 1 . Connecteur fluidique selon la revendication 9, dans lequel la patte de fixation (19) comprend un trou de fixation (43) débouchant comportant une entretoise métallique (45) permettant une fixation par bouterollage ou rivetage.

12. Connecteur fluidique selon l'une des revendication précédente, les premières et deuxièmes portions de connecteur (1 1 ), (13), le logement (15) et la patte de fixation (19) forment une seule pièce (20) en plastique moulé.

13. Echangeur thermique pour véhicule automobile comprenant un connecteur fluidique (1 ) selon l'une des revendications précédentes.

Description:
Connecteur fluidique pour échangeur thermique pour véhicule automobile

L'invention concerne un connecteur fluidique, et plus particulièrement un connecteur fluidique adapté pour être assemblé avec un échangeur de chaleur de véhicule automobile.

La présente invention concerne le domaine général de l'alimentation en air des moteurs de véhicules automobiles, et plus particulièrement des moteurs dont l'air d'alimentation provient d'un compresseur ou d'un turbocompresseur.

Un moteur thermique de véhicule automobile comporte une chambre de combustion, généralement formée par une pluralité de cylindres, dans laquelle un mélange de comburant et de carburant est brûlé pour générer le travail du moteur. Les gaz admis dans la chambre de combustion sont dénommés gaz d'admission. Ils comportent de l'air que l'on nomme air de suralimentation lorsqu'il provient d'un compresseur.

Afin d'augmenter la densité de l'air de suralimentation, ces gaz sont généralement refroidis avant d'être introduits dans la chambre de combustion. Cette fonction est remplie par un échangeur thermique, également appelé refroidisseur d'air de suralimentation connu sous l'abréviation « RAS ».

De façon connue, un échangeur thermique comporte par exemple dans un boîtier un empilement de plaques formant alternativement des canaux de circulation pour l'air suralimenté à refroidir et des canaux pour la circulation du liquide de refroidissement du refroidisseur. L'échange de chaleur entre les plaques et l'air de suralimentation est renforcé par exemple par l'intermédiaire de turbulateurs disposés sur les plaques.

La connexion fluidique entres les divers canaux de l'échangeur est réalisé grâce à une boite collectrice d'entrée et une boite collectrice de sortie pour l'air de suralimentation, disposées de part et d'autre du faisceau.

Le liquide de refroidissement est distribué par deux tubulures, une tubulure d'entrée et une tubulure de sortie en deux endroits distincts de l'échangeur thermique, alimentant chaque espace inter-tube. Ces deux tubulures d'entrée et de sortie de liquide de refroidissement sont raccordées aux tubulures d'un circuit de refroidissement dans lequel l'échangeur est monté.

On connaît dans l'état de la technique des capteurs de température placés sur le circuit de refroidissement comme, par exemple, sur la tubulure du circuit de refroidissement raccordée à la tubulure d'entrée ou de sortie de l'échangeur thermique, afin de mesurer la température. Cependant, l'intégration du capteur de température sur le circuit de refroidissement nécessite l'utilisation de moyens de connexion spécifiques rapportés sur le circuit de refroidissement, engendrant un coût important.

De plus, ces moyens de connexion spécifiques sont soumis aux vibrations du moteur entraînant des problèmes de fiabilité quand à leur tenue mécanique. L'invention vise à pallier au moins partiellement aux inconvénients précités en proposant une solution plus performante et moins onéreuse pour permettre à la fois une bonne connexion fluidique entre l'échangeur et le circuit de refroidissement et pour mesurer la température du liquide de refroidissement en entrée ou en sortie de l'échangeur.

À cet effet, l'invention a pour objet un connecteur fluidique destiné à être connecté à une tubulure d'entrée/sortie d'un liquide de refroidissement d'un échangeur thermique pour véhicule automobile comprenant

- une première portion de connecteur destinée à être connectée à la tubulure d'entrée/sortie de l'échangeur thermique,

- une deuxième portion de connecteur destinée à être connectée à une tubulure d'un circuit de refroidissement,

caractérisé en ce que ledit connecteur fluidique comporte d'une part, au moins une chambre en connexion fluidique avec les première et deuxième portions de connecteur, et d'autre part, un capteur de température avec une portion de sonde débouchant dans la chambre pour pouvoir mesurer la température du liquide de refroidissement. Ainsi, le connecteur fluidique permet de raccorder la tubulure d'entrée ou de sortie de l'échangeur thermique avec le circuit de refroidissement tout en intégrant un capteur de température directement sur l'échangeur thermique.

La connaissance de la température directement sur l'échangeur thermique permet une régulation en température plus précise et de ce fait une efficacité de l'échangeur thermique améliorée, et par conséquent un gain en coût.

Ledit connecteur fluidique peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :

- Le capteur de température est maintenu dans un logement du connecteur fluidique dont l'axe est perpendiculaire à l'axe de la première portion de connecteur fluidique.

- L'axe du logement du connecteur fluidique est en outre perpendiculaire à l'axe de la deuxième portion de connecteur.

- Le capteur de température comporte une gorge circonférentielle coopérant avec des fentes du logement pour recevoir une agrafe permettant de maintenir ledit capteur de température dans ledit logement. Ainsi la forme du logement et l'agrafe garantissent une bonne tenue mécanique du capteur de température sur le connecteur fluidique.

Le logement comprend une paroi de fond annulaire sur laquelle est disposé un joint annulaire qui permet de faire l'étanchéité lorsque le capteur de température est monté serré dans le logement.

La première portion de connecteur est un élément femelle de type connecteur rapide apte à recevoir en emmanchement un élément mâle de la tubulure d'entrée/sortie de l'échangeur thermique, pour former un connecteur rapide présentant l'avantage d'être facilement amovible et fiable.

L'élément femelle de la première portion de connecteur comporte une butée d'indexage permettant de bloquer la position angulaire du connecteur fluidique monté sur la tubulure d'entrée/sortie de l'échangeur thermique.

La butée d'indexage se présente sous la forme d'un décrochement sur la périphérie interne de l'élément femelle qui coopère avec la partie saillante de l'élément mâle, empêchant les mouvements de rotation relatif du connecteur par-rapport à la tubulure d'entrée/sortie de l'échangeur thermique.

L'élément femelle de la première portion de connecteur comprend une paroi de fond annulaire sur laquelle est disposé un joint annulaire qui permet de garantir l'étanchéité lorsque l'élément mâle de la tubulure d'entrée/sortie lui est raccordé.

Le connecteur fluidique comprend une patte de fixation permettant de fixer le connecteur fluidique à une bride frontale de l'échangeur thermique.

La patte de fixation comprend un trou de fixation débouchant comportant une entretoise métallique permettant une fixation par bouterollage ou rivetage. Ladite entretoise métallique évite l'écrasement du matériau plastique de la patte de fixation sous l'effort de compression exercé lors de l'opération d'assemblage.

- Les premières et deuxièmes portions de connecteur, le logement et la patte de fixation forment une seule pièce en plastique moulé.

L'invention concerne aussi un échangeur thermique pour véhicule automobile comprenant un connecteur fluidique tel que défini précédemment.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique d'un échangeur thermique et d'un connecteur fluidique en vis à vis,

- la figure 2 est une vue en perspective du connecteur fluidique de la figure 1 non équipé d'un capteur de température,

- la figure 3 est une vue de face du connecteur fluidique connecté à la bride frontale de l'échangeur thermique de la figure 1 ,

- la figure 4 est une vue en coupe selon le plan vertical passant par l'axe CC du connecteur fluidique de la figure 3 connecté avec la tubulure entrée/sortie de la bride frontale de l'échangeur thermique de la figure 1 ,

- la figure 5 est une vue en coupe selon le plan vertical passant par l'axe CC du connecteur fluidique de la figure 3,

- la figure 6 est une autre vue en perspective du connecteur fluidique de la figure 1 , et

- la figure 7 est une vue en coupe selon le plan horizontal du connecteur fluidique de la figure 3 connecté avec la tubulure entrée/sortie de la bride frontale de l'échangeur thermique de la figure 1.

Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de références.

Sur la figure 1 est représenté un connecteur fluidique 1 selon l'invention destiné à être assemblé sur une tubulure d'entrée ou de sortie 3 d'un échangeur thermique 5 de véhicule automobile.

L'échangeur thermique 5 qui est représenté sur la figure 1 de manière simplifiée comprend un empilement 7 de plaques d'échange, et une plaque dite bride frontale 9 à laquelle l'empilement de plaques 7 d'échange de chaleur est fixé de façon étanche, notamment par brasage. Les tubulures d'entrée et de sortie 3 du liquide de refroidissement du faisceau d'échange de chaleur sont positionnées sur la bride frontale 9.

Le connecteur fluidique 1 représenté figure 2 non équipé d'un capteur de température comprend différentes parties :

- une première portion de connecteur 11 destinée à être connectée à la tubulure d'entrée/sortie 3 de l'échangeur thermique 5,

- une deuxième portion de connecteur 13 destinée à être connectée à une tubulure de circuit de refroidissement, dans lequel l'échangeur thermique 5 est intégré,

- un logement 15 dans lequel est monté un capteur de température 17 (visible figure 3), et

- une patte de fixation 19 configurée pour fixer le connecteur fluidique

1 à la bride frontale 9 de l'échangeur thermique 5.

Les premières et deuxièmes portions de connecteur 11 , 13, le logement 15 et la patte de fixation 19 forment une seule pièce 20 en plastique moulé. En se référant à la figure 3, lorsque la première portion de connecteur 11 est raccordée à la tubulure d'entrée/sortie 3 de l'échangeur thermique 5, on définit :

- la largeur L du connecteur fluidique 1 comme étant la distance de l'extrémité libre de la deuxième portion de connecteur 13 à l'extrémité opposée du connecteur fluidique 1 selon l'axe vertical CC.

- la hauteur h du connecteur fluidique 1 s'étend de l'extrémité de la première portion de connecteur 1 1 qui est en contact avec la bride frontale 9 de l'échangeur thermique 5 à la partie extrémale opposée de cette première portion de connecteur 1 1 (visible figure 6).

- la longueur l du connecteur fluidique 1 s'étend de l'extrémité libre du capteur de température 17 à l'extrémité libre de la patte de fixation 19.

La largeur L du connecteur fluidique 1 , a été choisie de sorte que lorsqu'il est raccordé à la tubulure d'entrée/sortie 3 de l'échangeur thermique 5, la deuxième portion de connecteur 13 ne dépasse pas de l'extrémité périphérique de la bride frontale 9. Compte-tenu des contraintes d'implantation de l'échangeur thermique 5 dans le compartiment moteur du véhicule, la hauteur h du connecteur fluidique 1 ne doit pas excéder 50 mm environ.

Tel que visible sur la figure 3, l'axe AA' du logement 15 est par exemple perpendiculaire à l'axe CC de la deuxième portion de connecteur 13. En outre, tel que visible sur la figure 4, qui est une vue en coupe du connecteur fluidique de la figure 3 selon le plan vertical passant par l'axe CC, l'axe AA' du logement 15 est également perpendiculaire à l'axe BB' de la première portion de connecteur 1 1 .

Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, le connecteur fluidique 1 comporte au moins une chambre 23 en connexion fluidique avec les première et deuxième portions de connecteur 1 1 , 13. Lorsque le capteur de température 17 est monté dans le logement 15, une portion de sonde 17a du capteur de température 17 débouche dans la chambre 23. Cette portion de sonde 17a qui permet la prise de température du liquide de refroidissement, est ainsi immergée au cœur du flux du liquide de refroidissement. Ainsi, la température qui est mesurée est la température d'entrée ou de sortie directement sur l'échangeur thermique 5. Cette prise de température directe sur l'échangeur thermique 5 permet une indication plus précise de la température du fluide de refroidissement traversant l'échangeur thermique 5, et de ce fait une régulation en température plus précise et une efficacité de l'échangeur thermique 5 améliorée.

Le logement 15 est configuré pour recevoir le capteur de température 17 de sorte qu'à l'état assemblé, le capteur de température 17 soit monté serré dans le logement 15. Le logement 15 comprend une paroi de fond 25 annulaire sur laquelle est disposé un joint annulaire 27 qui permet de faire l'étanchéité lorsque le capteur de température 17 est monté serré dans le logement 15. Bien entendu la forme du logement 15 n'est qu'un exemple de réalisation. La forme du logement 15 sera bien sûr adaptée en fonction de la forme du capteur de température 17 choisi, de manière à garantir un montage serré du capteur de température 17 dans le logement 15.

Le logement 15 comprend deux fentes 29 latérales. Ces fentes 29 latérales sont formées en vis à vis l'une de l'autre sur une partie de la circonférence du logement 15. Tel que représenté sur la figure 6, ces fentes 29 latérales permettent de recevoir une agrafe 31 utilisée pour bloquer mécaniquement le capteur de température 17 dans le logement 15. L'agrafe 31 qui présente une forme en oméga est en matériau métallique. Chaque patte 33 de l'agrafe 31 vient s'insérer dans chaque fente 29 correspondante de part et d'autre de la circonférence du logement 15, bloquant ainsi la position du capteur de température 17 dans le logement 15. Le capteur de température 17 comporte en outre, une gorge circonférentielle 34 coopérant avec les fentes 29 pour recevoir l'agrafe 31 permettant de le maintenir dans le logement 15. Ainsi, la forme du logement 15 et l'agrafe 31 métallique garantissent une bonne tenue mécanique du capteur de température 17 sur le connecteur fluidique 1 .

La première portion de connecteur 1 1 visible figure 4 et 5, est un élément femelle 1 1 a, par exemple un élément femelle 1 1 a de type connecteur rapide, apte à recevoir en emmanchement l'élément mâle 35 de la tubulure d'entrée/sortie 3 de l'échangeur thermique 5. L'élément mâle 35 est monté clipsé dans l'élément femelle 1 1 a pour former le connecteur rapide. Ce type de connecteur rapide a l'avantage d'être facilement amovible et fiable.

Comme on le voit figure 7, l'élément femelle 1 1 a comporte une butée d'indexage 39, de sorte que lorsque l'élément mâle 35 est emmanché dans l'élément femelle 1 1 a, la partie saillante 35a située sur la périphérie externe de l'élément mâle 35 soit bloquée contre la butée d'indexage 39. La butée d'indexage 39 se présente sous la forme d'un décrochement sur la périphérie interne de l'élément femelle 1 1 a qui coopère avec la partie saillante 35a de l'élément mâle 35. Ladite butée d'indexage 39 permet ainsi de bloquer la position angulaire du connecteur fluidique 1 une fois monté sur la tubulure d'entrée/sortie 3 de l'échangeur thermique 5. Ce blocage mécanique a pour effet d'empêcher les mouvements de rotation relatif du connecteur fluidique 1 par rapport à la tubulure d'entrée/sortie 3 afin d'éviter une fragilisation des pièces pouvant entraîner leur rupture.

L'élément femelle 1 1 a comporte également une paroi de fond 37 annulaire sur laquelle est disposé un joint annulaire 41 qui permet de garantir l'étanchéité lorsque l'élément mâle 35 lui est raccordé (visible figure 4). La deuxième portion de connecteur 13 est par exemple un élément mâle de type connecteur rapide ou tout autre type de connecteur classique pouvant être raccordé à la tubulure du circuit de refroidissement dans lequel est monté l'échangeur thermique 5.

Comme on le voit figure 2 et 3, la patte de fixation 19 se présente sous la forme d'un bras qui s'étend parallèlement à la bride frontale 9 de l'échangeur thermique 5, à l'opposé de la première portion de connecteur 11 , vers l'extrémité de la bride frontale 9. Lorsque le connecteur fluidique 1 est monté sur l'échangeur thermique 5, la patte de fixation 19 est plaquée contre la bride frontale 9 de l'échangeur thermique 5.

La patte de fixation 19 comporte à son extrémité un trou de fixation 43 dont les dimensions sont sensiblement identiques aux trous de fixation 21 de la bride frontale 9. L'orientation et la longueur de la patte de fixation 19 ont été choisies de sorte que lorsque le connecteur 1 est monté sur l'échangeur thermique 5, le trou de fixation 43 de la patte de fixation 19 coïncide exactement avec un trou de fixation 21 de la bride frontale 9. Le blocage angulaire du connecteur fluidique 1 , une fois monté sur l'échangeur thermique 5, contribue à ce positionnement précis. Ainsi, lorsque la bride frontale 9 est connecté au boîtier de l'échangeur thermique 5 par rivetage ou bouterollage ou tout autre mode d'assemblage connu, le connecteur fluidique 1 est en même temps fixé à la bride frontale 9.

Le trou de fixation 43 comporte une entretoise métallique 45 qui évite l'écrasement du matériau plastique de la patte de fixation 19 sous l'effort de compression exercé lors de l'opération d'assemblage et de ce fait permet au plastique de ne pas perdre en compression. Ainsi, la patte de fixation 19 permet une reprise des efforts exercés entre l'élément femelle 11a de la première portion de connecteur 11 et l'élément mâle 35 de la tubulure d'entrée/sortie 3 de l'échangeur thermique 5, lorsque le connecteur fluidique 1 est fixé à l'échangeur thermique 5. La patte de fixation 19 contribue de ce fait à limiter la fatigue de l'élément femelle 11a et de l'élément mâle 35 soumis aux vibrations que subit l'échangeur thermique 5 implanté dans le compartiment moteur du véhicule automobile.

Le connecteur fluidique permet ainsi d'intégrer un capteur de température directement sur l'échangeur thermique offrant la possibilité de connaître la température en entrée/sortie de l'échangeur thermique plus précisément.

La tenue mécanique du connecteur fluidique sur l'échangeur thermique et la tenue mécanique du capteur de température dans le connecteur fluidique sont améliorées.