Titre de l’invention : Échangeur de chaleur avec joue d’extrémité brasée

L’invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleurs et plus précisément aux échangeurs de chaleur présentant un faisceau de tubes et comportant des joues d’extrémité.

Les échangeurs de chaleur, par exemple de type air/fluide caloporteur, comportent généralement un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de tubes empilés. Aux extrémités du faisceau d’échange thermique est disposé une boîte collectrice à l’intérieur de laquelle est destiné à circuler le fluide caloporteur afin qu’il circule au sein des tubes. L’air quant à lui circule entre les tubes.

De part et d’autre de l’empilement de tubes du faisceau d’échange thermique, l’échangeur de chaleur comporte généralement des joues d’extrémités brasées sur le faisceau d’échange thermique. Ces joues d’extrémités permettent notamment la fixation d’élément aérodynamique tel qu’un déflecteur ou un joint afin de bloquer ou dévier la circulation d’air sur les côtés de l’échangeur de chaleur. Afin de fixer cet élément aérodynamique, les bords de la joue d’extrémité sont relevés afin de former un rebord sur lequel l’élément aérodynamique vient en prise.

Cependant, le fait que les bords de la joue d’extrémité soient relevés peut entraîner une diminution de la surface de contact entre ladite joue d’extrémité et le faisceau d’échange thermique. Par conséquent, la surface utile pour le brasage entre la joue d’extrémité et le faisceau d’échange thermique est également réduite et cela peut engendrer des défauts de fixation de la joue

d’extrémité. Cela est particulièrement le cas dans le cadre d’échangeurs de chaleur fins, par exemple ayant une épaisseur comprise en 12 et 18 mm.

Un des buts de la présente invention est de remédier au moins partiellement aux

inconvénients de l’art antérieur et de proposer un échangeur de chaleur dont la fixation des joues d’extrémité est améliorée.

La présente invention concerne donc un échangeur de chaleur, notamment pour véhicule automobile, comportant :

- un faisceau d’échange thermique comprenant une pluralité de tubes empilés et à l’intérieur desquels est destiné à circuler un premier fluide caloporteur, et

- une joue d’extrémité disposée de chaque côté de l’empilement de tubes, ladite joue d’extrémité étant brasée sur le faisceau d’échange thermique, les joues d’extrémité comportant :

- un corps aplati comprenant une première surface destinée à être en regard d’un élément aérodynamique et une deuxième surface dite de brasage, opposée à la première surface et brasée au faisceau d’échange thermique,

- des pattes de fixation configurées pour recevoir l’élément aérodynamique et disposées sur les côtés dudit corps aplati, lesdites pattes de fixation faisant saillie dans la direction opposée au faisceau d’échange thermique,

- au moins une extension du corps aplati s’étendant dans le même plan général que ledit corps aplati et disposée entre une paire de pattes de fixation disposée d’un même côté dudit corps aplati et de sorte que la largeur du corps aplati entre ladite paire de pattes de fixation et une patte de fixation disposée sur le côté opposé dudit corps aplati, en regard de la paire de pattes de fixation, est inférieure à la largeur du corps aplati au niveau de l’au moins une extension.

Cette différence de largeur permet d’augmenter la surface générale du corps aplati et notamment de sa deuxième surface. Ainsi la surface utile pour la fixation de la joue d’extrémité au faisceau d’échange thermique est agrandie et permet une meilleure fixation. Cela est

particulièrement utile dans le cadre d’échangeurs de chaleur fins qui ont une largeur comprise par exemple entre 12 et 18 mm.

Selon un aspect de l’invention, une extension est disposée entre chaque paire de pattes de fixation disposée le long des côtés dudit corps aplati.

Selon autre un aspect de l’invention, les pattes de fixation d’un premier côté du corps aplati sont disposées en regard des pattes de fixation d’un deuxième côté opposé au premier côté, et que les extensions du premier côté du corps aplati sont disposées en regard des extensions du deuxième côté.

Selon un autre aspect de l’invention, les pattes de fixation d’un premier côté sont disposées en regard des extensions d’un deuxième côté opposé au premier côté, et que les extensions du premier côté sont disposées en regard des pattes de fixation du deuxième côté.

Selon un autre aspect de l’invention, les pattes de fixations comportent à leur sommet un rebord d’ accroche configuré pour retenir l’élément aérodynamique.

Selon un autre aspect de l’invention, les pattes de fixations d’un même côté sont reliées entre elles à leur sommet par le rebord d’ accroche. Selon un autre aspect de l’invention, les pattes de fixation et les extensions du corps aplati viennent de matière avec ledit corps aplati.

Selon un autre aspect de l’invention, les pattes de fixation et les extensions du corps aplati sont réalisées par emboutissage.

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 :

[Fig.l] montre une représentation schématique en perspective d’un échangeur de chaleur,

[Fig.2a] montre une représentation schématique en perspective d’une face avant d’une joue d’extrémité selon un premier mode de réalisation,

[Fig.2b] montre une représentation schématique en perspective d’une face arrière d’une joue d’extrémité selon le premier mode de réalisation,

[Fig.3a] montre une représentation schématique en perspective en coupe d’un élément

aérodynamique selon une première variante,

[Fig.3b] montre une représentation schématique en perspective en coupe d’un élément

aérodynamique selon une deuxième variante,

[Fig.4a] montre une représentation schématique en perspective d’une face avant d’une joue d’extrémité selon une variante du premier mode de réalisation,

[Fig.4b] montre une représentation schématique en perspective d’une face arrière d’une joue d’extrémité selon la variante du premier mode de réalisation,

[Fig.5a] montre une représentation schématique en perspective d’une face avant d’une joue d’extrémité selon un deuxième mode de réalisation,

[Fig.5b] montre une représentation schématique en perspective d’une face arrière d’une joue d’extrémité selon le deuxième mode de réalisation,

[Fig.6a] montre une représentation schématique en perspective d’une face avant d’une joue d’extrémité selon une variante du deuxième mode de réalisation, [Fig.6b] montre une représentation schématique en perspective d’une face arrière d’une joue d’extrémité selon la variante du deuxième mode de réalisation.

Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.

Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s'appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées et/ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.

Dans la présente description, on peut indexer certains éléments ou paramètres, comme par exemple premier élément ou deuxième élément ainsi que premier paramètre et second paramètre ou encore premier critère et deuxième critère, etc. Dans ce cas, il s’agit d’un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments ou paramètres ou critères proches, mais non identiques.

Cette indexation n’implique pas une priorité d’un élément, paramètre ou critère par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénominations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n’implique pas non plus un ordre dans le temps par exemple pour apprécier tel ou tel critère.

La figure 1 montre une représentation partielle semi-éclatée d’un échangeur de chaleur 1. L’échangeur de chaleur 1 comporte un faisceau d’échange thermique 3 comprenant une pluralité de tubes 5 empilés et une boîte collectrice 7. Une boîte collectrice 7 est disposée à chacune des extrémités du faisceau d’échange thermique 3. Un fluide caloporteur est destiné à circuler au sein de l’échangeur de chaleur 1, plus particulièrement dans les boîtes collectrices 7 qui redistribuent le fluide caloporteur dans les tubes 5. La boîte collectrice 7 comporte une plaque collectrice 11 traversée par les tubes 5. La liaison entre la plaque collectrice 11 et les tubes 5 est étanche. Cette liaison étanche peut être réalisée par brasage dans le cadre d’un échangeur de chaleur dit brasé ou alors au moyen d’un ou plusieurs joints dans le cadre d’un échangeur de chaleur mécanique ou mécano-brasé. La plaque collectrice 11 est recouverte par un capot 9 de sorte à former un volume libre à l’intérieur duquel circule le fluide caloporteur afin d’être redistribué au sein des différents tubes 5. Ce capot 9 comporte une entrée et/ou sortie de fluide caloporteur (non visibles).

Entre les tubes 5 sont disposés des éléments perturbateurs (non représenté), par exemple des ailettes, qui permettent une perturbation du flux du deuxième fluide caloporteur, par exemple de l’air, destiné à circuler entre lesdits tubes 5. De chaque côté de l’empilement de tubes 5, est disposée une joue d’extrémité 13. Cette joue d’extrémité 13 est réalisée dans un matériau métallique, de préférence identique à celui des tubes 5 ou des éléments perturbateurs. La joue d’extrémité 13 est brasée sur le faisceau d’échange thermique 3. Elle peut être brasée directement sur un tube 5 ou alors sur un élément perturbateur disposé sur le côté de l’empilement de tubes 5. Cette joue d’extrémité 13 est configurée pour permettre la fixation d’un élément aérodynamique 15, par exemple un déflecteur ou un joint d’étanchéité afin de bloquer ou dévier la circulation du deuxième fluide caloporteur sur les côtés de l’échangeur de chaleur 1.

Les figures 2a et 2b montrent plus en détail la structure d’une joue d’extrémité 13. Cette joue d’extrémité 13 comporte un corps aplati 130 comprenant une première surface 130a (visible sur la figure 2a) destinée à être en regard d’un élément aérodynamique 15 et une deuxième surface 130b (visible sur la figure 2b) dite de brasage, opposée à la première surface 130a et brasée au faisceau d’échange thermique 3. La joue d’extrémité 13 a une largeur totale sensiblement égale à celle de l’échangeur de chaleur 1 et plus particulièrement de son faisceau d’échange thermique 3. de sorte qu’aucun élément de la joue d’extrémité 13 ne dépasse en largeur afin de limiter

l’encombrement de l’échangeur de chaleur 1.

La joue d’extrémité 13 comporte également des pattes de fixation 132 configurées pour recevoir l’élément aérodynamique 15. Ces pattes de fixation 132 sont disposées sur les côtés dudit corps aplati 130 et font saillie dans la direction opposée au faisceau d’échange thermique 3.

Ces pattes de fixation 132 peuvent notamment comporter à leur sommet un rebord d’accroche 136 configuré pour retenir l’élément aérodynamique 15. Ce rebord d’ accroche 136 peut notamment être un décrochement de la patte de fixation 132 sur lequel vient s’accrocher un rebord en crochet 154 (visible sur les figures 3a et 3b) de l’élément aérodynamique 15.

Les pattes de fixation 132 peuvent notamment venir de matière avec le corps aplati 130. Les pattes de fixation 132 peuvent alors être réalisées par emboutissage. Le rebord d’accroche 136 doit être contenu dans la largeur totale de la joue d’extrémité 13, ainsi, au niveau des pattes de fixation 132 la largeur du corps aplati 130 et donc la deuxième surface 130b est d’autant plus réduite.

Les figures 3a et 3b montrent plus en détail la structure de deux moitiés d’un élément aérodynamique 15 et notamment de leur rebord en crochet 154. L’élément aérodynamique 15 comporte ici une surface 151 et de part et d’autre de cette surface 151 un repli 153 revenant vers l’intérieur de la surface 151 (sur les figures 3a et 3b, seul un repli 153 est illustré au lieu de deux). Ce repli 153 forme ainsi le rebord en crochet 154 qui vient s’accrocher au rebord d’accroche 136 de la joue d’extrémité 13.

L’élément aérodynamique 15 peut également comporter un pied 152 destiné à venir en appui sur la première surface 130a de la joue d’extrémité 13. L’élément aérodynamique 15 peut être réalisé en matériau plastique ou élastomère. L’élément aérodynamique 15 peut être mis en place sur la joue d’extrémité 13 par déformation élastique de sorte que ses rebords en crochets 154 viennent en prise avec les rebords d’accroche 136 des pattes de fixation 132 sur les deux côtés de la joue d’extrémité 13. L’élément aérodynamique 15 peut également être mis en place sur la joue d’extrémité 13 par glissement le long de la joue d’extrémité 13.

Selon une première variante illustrée à la figure 3a, le repli 153 et le rebord en crochet 154 sont simples.

Selon une deuxième variante illustrée à la figure 3b, le repli 153 comporte une butée 155 qui en combinaison avec le rebord en crochet 154 forme une glissière 156 dans laquelle viennent s’insérer les rebords d’accroche 136 des pattes de fixation 132.

En revenant aux figures 2a et 2b, la joue d’extrémité 13 comporte également des extensions 134 du corps aplati 130. Ces extensions 134 s’étendent dans le même plan général que le corps aplati 130. Au moins une extension 134 est disposée entre une paire de pattes de fixation 130 disposée d’un même côté dudit corps aplati 130. Dans l’exemple présenté aux figures 2a et 2b, une seule extension 134 est disposée entre les paires de fixation 130. Il est tout à fait possible d’imaginer un mode de réalisation dans lequel il y a plusieurs extensions 134 entre deux pattes de fixations 130 d’un même côté du corps aplati 130.

Ces extensions 134 sont notamment disposées entre les pattes de fixation 132 de la paire de pattes de fixation 132 de sorte que la largeur L1 du corps aplati 130 entre la paire de pattes de fixation 132 et une patte de fixation 132 disposée sur le côté opposé dudit corps aplati 130, en regard de la paire de pattes de fixation 132, est inférieure à la largeur L2 du corps aplati 130 au niveau de l’au moins une extension 134. Cette différence de largeur permet d’augmenter la surface générale du corps aplati 132 et notamment de sa deuxième surface 130b. Ainsi la surface utile pour la fixation de la joue d’extrémité 13 au faisceau d’échange thermique 3 est agrandie et permet une meilleure fixation. Cela est particulièrement utile dans le cadre d’échangeurs de chaleur 1 fins qui ont une largeur comprise par exemple entre 12 et 18 mm. Ces extensions 134 ont de préférence une longueur telle que la largeur totale de la joue d’étanchéité 13 ne dépasse pas celle de l’échangeur de chaleur 1.

Les extensions 134 peuvent également notamment venir de matière avec le corps aplati 130. Les extensions 134 peuvent alors être réalisées par emboutissage. Le fait que les extensions 134 ainsi que les pattes de fixation 132 peuvent venir de matière avec le corps aplati 130 permet de réaliser la joue d’extrémité 13 en une seule pièce ce qui lui confère une meilleure solidité. Plus particulièrement les extensions 134 ainsi que les pattes de fixation 132 peuvent être réalisées par emboutissage.

Les figures 2a et 2b montrent notamment une joue d’extrémité 13 selon un premier mode de réalisation. Dans ce premier mode de réalisation, les pattes de fixation 132 d’un premier côté du corps aplati 130 sont disposées en regard des pattes de fixation 132 d’un deuxième côté opposé au premier côté. De même, les extensions 134 du premier côté du corps aplati 130 sont disposées en regard des extensions 134 du deuxième côté.

Les figures 4a et 4b montrent quant à elles une variante du premier mode de réalisation des figures 2a et 2b. Dans cette variante, les pattes de fixations 132 d’un même côté sont reliées entre elles à leur sommet par le rebord d’accroche 136. Les extensions 134 sont alors disposées en regard de ce rebord d’accroche 136 reliant les sommets des pattes de fixation 132. Cela permet ainsi d’augmenter la surface d’accroche entre la joue d’extrémité 13 et l’élément aérodynamique 15 et ainsi d’améliorer sa fixation tout en conservant une deuxième surface 130b suffisante pour un bon brasage.

Les figures 5a et 5b montrent quant à elles une joue d’extrémité 13 selon un deuxième mode de réalisation. Dans ce deuxième mode de réalisation, les pattes de fixation 132 d’un premier côté sont disposées en regard des extensions 134 d’un deuxième côté opposé au premier côté. De même, les extensions 134 du premier côté sont disposées en regard des pattes de fixation 132 du deuxième côté.

Les figures 6a et 6b montrent quant à elles une variante de ce deuxième mode de réalisation des figures 5a et 5b. Dans cette variante, les pattes de fixations 132 d’un même côté sont reliées entre elles à leur sommet par le rebord d’ accroche 136. Cela permet ainsi d’augmenter la surface d’accroche entre la joue d’extrémité 13 et l’élément aérodynamique 15 et ainsi d’améliorer sa fixation tout en conservant une deuxième surface 130b suffisante pour un bon brasage.

Ainsi, on voit bien que du fait de la structure de la joue d’extrémité 13 avec une alternance de pattes de fixation 132 et d’extensions 134, la deuxième surface 130b est augmentée ce qui permet une meilleure fixation par brasage de la joue d’extrémité 13 sur le faisceau d’échange thermique 3.