L'invention se rapporte au domaine des échangeurs thermiques, notamment pour véhicules automobiles. L'invention se rapporte en particulier aux boites collectrices pour de tels échangeurs thermiques. L'invention concerne encore un procédé d'assemblage d'un échangeur thermique comprenant de telles boites collectrices.

Les échangeurs thermiques comportent classiquement un faisceau d'échange thermique de tubes et au moins une, généralement deux boites collectrices ou boîtiers de distribution d'un fluide. De façon connue, chaque boite collectrice comprend au moins deux parties : une plaque collectrice recevant les extrémités des tubes et un couvercle venant coiffer la plaque collectrice pour fermer au moins partiellement la boite collectrice.

Des intercalaires ou ailettes peuvent également être prévus entre les tubes pour améliorer l'échange thermique.

Selon une solution connue, les divers éléments d'un tel échangeur thermique sont métalliques, par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium, et peuvent être assemblés puis brasés par passage dans un four de brasage, pour assurer la solidarisation de l'ensemble des éléments.

Un tel échangeur thermique dont les différents éléments sont fixés définitivement les uns aux autres par une opération de brasage est appelé échangeur thermique brasé. Avec cette technologie brasée, les tubes peuvent être agencés avec un pas serré, par exemple de l'ordre de 6mm. L'augmentation du nombre de tubes du faisceau d'échange thermique permet d'améliorer les performances des échangeurs thermiques dits brasés.

Cependant, les échangeurs thermiques sont soumis à beaucoup de contraintes et variations thermiques au cours des différents cycles de fonctionnement. En particulier, des phénomènes de dilatation et de rétractation liés aux variations de températures peuvent se produire, notamment au niveau des liaisons entre la plaque collectrice et les tubes. Ces liaisons étant rigides dans un échangeur thermique brasé, cela ne permet pas de compenser de tels phénomènes de dilatation et de rétractation. Au fil du temps ces liaisons s'affaiblissent et des ruptures et en conséquence des fuites du fluide peuvent apparaître.

En outre, dans un tel échangeur thermique brasé, la boite collectrice tout en aluminium est relativement lourde et coûteuse. Une autre technologie connue est une technologie d'assemblage mécanique des éléments de l'échangeur thermique, à savoir à température ambiante, par exemple par sertissage, expansion, clipsage ou autre liaison mécanique. L'assemblage mécanique ne comporte pas d'étape de brasage des éléments formant l'échangeur thermique. En particulier, chaque plaque collectrice peut être munie de moyens de fixation mécanique, par exemple de sertissage, propres à coopérer avec un bord périphérique du couvercle qui vient se fixer sur la plaque collectrice en assurant la compression d'un joint d'étanchéité disposé sur la plaque collectrice. En outre, les extrémités des tubes sont assemblées à chaque plaque collectrice par expansion des extrémités des tubes de façon à comprimer le joint d'étanchéité entre les extrémités des tubes et la plaque collectrice.

Le joint d'étanchéité permet d'assurer l'étanchéité entre le couvercle et la plaque collectrice mais aussi entre les extrémités des tubes et la plaque collectrice. De plus, le joint d'étanchéité permet de compenser les phénomènes de dilatation et de rétraction qui peuvent survenir. Un tel assemblage mécanique permet donc de réduire les risques de fuite du fluide.

En outre, les plaques collectrices doivent répondre à des critères de tenue mécanique par exemple lors du sertissage sur le couvercle et à des contraintes de pression et d'endurance. Pour cela, on utilise des plaques collectrices métalliques, notamment en aluminium ou en alliage d'aluminium.

Par ailleurs, dans les échangeurs thermiques à assemblage mécanique connus, la plaque collectrice est habituellement munie de collets traversés par les extrémités des tubes. Le nombre de tubes traversant la plaque collectrice est limité par l'épaisseur des collets, et ce d'autant plus lorsque la plaque collectrice et ses collets sont métalliques. Les tubes dans un échangeur thermique à assemblage mécanique sont donc de moindre densité que dans un échangeur thermique brasé. Il en résulte une moins bonne performance thermique dans un échangeur thermique à assemblage mécanique par rapport à un échangeur thermique brasé pour un encombrement équivalent.

L'invention a donc pour objectif de pallier au moins partiellement ces problèmes de l'art antérieur en proposant une boite collectrice pour échangeur thermique permettant d'optimiser les performances thermiques tout en répondant aux contraintes de pression et en diminuant les coûts.

À cet effet l'invention a pour objet une boite collectrice pour échangeur thermique, notamment d'un véhicule automobile, ledit échangeur comportant un faisceau d'échange thermique comprenant une pluralité de tubes, la boite collectrice comportant :

une plaque collectrice présentant une pluralité d'orifices respectivement destinés à recevoir une extrémité d'un tube du faisceau d'échange thermique, et

- un couvercle distinct de la plaque collectrice et assemblé à la plaque collectrice de façon à fermer la boite collectrice.

Selon l'invention, la plaque collectrice est réalisée en plastique, et la boite collectrice comporte en outre un moyen de maintien mécanique de la plaque collectrice avec le couvercle.

On obtient ainsi une boite collectrice plus légère et moins chère qui peut être adaptée pour différents faisceaux d'échange thermique, et donc différents échangeurs thermiques.

La boite collectrice peut en outre comporter une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises séparément ou en combinaison :

le couvercle est réalisé en plastique ;

- la plaque collectrice est réalisée dans le même matériau que le couvercle ;

le couvercle comprend un bord périphérique et la plaque collectrice comprend un bord périphérique configuré pour coopérer avec le bord périphérique du couvercle, et le moyen de maintien mécanique est agencé au moins partiellement autour des bords périphériques du couvercle et de la plaque collectrice ;

- le moyen de maintien mécanique est fixé autour des bords périphériques du couvercle et de la plaque collectrice, selon au moins une méthode de fixation parmi le sertissage, la compression, le collage, ou le soudage plastique ;

le moyen de maintien mécanique comprend au moins une barrette de fixation ;

le moyen de maintien mécanique comprend au moins une barrette de fixation présentant des pattes de sertissage configurées pour être rabattues sur le bord périphérique du couvercle et/ou sur le bord périphérique de la plaque collectrice ;

ladite au moins une barrette de fixation présente une seule série de pattes de sertissage configurées pour être rabattues sur le bord périphérique du couvercle ou sur le bord périphérique de la plaque collectrice ;

- ladite au moins une barrette de fixation présente une première série de pattes de sertissage configurées pour être rabattues sur le bord périphérique du couvercle et une deuxième série de pattes de sertissage configurées pour être rabattues sur le bord périphérique de la plaque collectrice ;

la forme de ladite au moins une barrette de fixation est choisie parmi la liste de formes suivantes : sensiblement droite, de section transversale sensiblement en « C », de section transversale sensiblement en « U », de forme sensiblement rectangulaire ;

le moyen de maintien mécanique est réalisé dans un matériau métallique, par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium ;

la boite collectrice comprend en outre un joint d'étanchéité compressible configuré pour être agencé autour des extrémités des tubes débouchant dans la boite collectrice à l'état assemblé de l'échangeur thermique, et la plaque collectrice est agencée entre le joint d'étanchéité et le couvercle ;

la plaque collectrice comprend une pluralité d'ouvertures configurées pour recevoir les extrémités des tubes du faisceau d'échange thermique dudit échangeur et pour recevoir le joint d'étanchéité agencé autour des extrémités des tubes, et le joint d'étanchéité est configuré pour être comprimé entre chaque extrémité de tube et la plaque collectrice ; le joint d'étanchéité comporte une pluralité de collets standards configurés pour recevoir les extrémités des tubes du faisceau d'échange thermique dudit échangeur et s 'étendant à travers les ouvertures de la plaque collectrice ;

la plaque collectrice est sensiblement plane et dépourvue de collet. L'invention a également pour objet un échangeur thermique, notamment pour véhicule automobile, comportant :

un faisceau d'échange thermique comprenant une pluralité de tubes, et

au moins une boite collectrice telle que définie précédemment, assemblée au faisceau d'échange thermique.

Selon un aspect de l'invention, le faisceau d'échange thermique est assemblé par brasage et est assemblé mécaniquement à ladite au moins une boite collectrice.

L'invention a encore pour objet un procédé d'assemblage d'un tel échangeur thermique, comprenant les étapes suivantes :

on assemble le faisceau d'échange thermique,

- on dispose un joint d'étanchéité comprenant des collets standards,

on agence une plaque collectrice sur le joint d'étanchéité, de sorte que les collets standards du joint d'étanchéité traversent la plaque collectrice,

on assemble le faisceau d'échange thermique au sous-ensemble comprenant le joint d'étanchéité et la plaque collectrice, de sorte que les extrémités des tubes du faisceau d'échange thermique traversent la plaque collectrice et le joint d'étanchéité,

on évase les extrémités des tubes du faisceau d'échange thermique de façon à comprimer le joint d'étanchéité autour des extrémités des tubes contre la plaque collectrice, on agence un couvercle de manière que le pied de couvercle soit en regard d'un bord périphérique de la plaque collectrice,

on agence le moyen de maintien mécanique autour du pied de couvercle et du bord périphérique de la plaque collectrice, et

on procède à une fixation mécanique du moyen de maintien mécanique autour du pied de couvercle et du bord périphérique, par exemple par sertissage.

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 en perspective d'un échangeur thermique selon l'invention montrant un faisceau d'échange thermique assemblé à deux boites collectrices,

- la figure 2 est une vue en perspective de l'échangeur thermique de la figure 1 montrant en éclaté les éléments d'une des boites collectrices,

- la figure 3a est une vue en coupe transversale montrant l'assemblage entre le faisceau d'échange thermique et une boite collectrice,

- la figure 3b est une vue en perspective de la figure 3a,

- la figure 4 est une vue en perspective d'un joint d'étanchéité de la boite collectrice, - la figure 5a est une vue en perspective d'une face inférieure d'une plaque collectrice d'une boite collectrice,

- la figure 5b est une vue en perspective d'une face supérieure de la plaque collectrice,

- la figure 5c est une vue partielle agrandie d'une portion de la figure 5b,

- la figure 5d est une vue partielle selon une coupe d'axe I-I de la figure 5b,

- la figure 6a est une vue en perspective montrant de façon partielle le faisceau d'échange thermique assemblé à une boite collectrice comprenant un moyen de maintien mécanique selon une première variante, - la figure 6b est une vue en perspective du moyen de maintien mécanique selon la première variante de la figure 6a,

- la figure 7a est une vue en perspective montrant de façon partielle le faisceau d'échange thermique assemblé à une boite collectrice comprenant un moyen de maintien mécanique selon une deuxième variante,

- la figure 7b est une vue en perspective du moyen de maintien mécanique selon la deuxième variante de la figure 7a,

- la figure 8a est une vue en perspective représentant de façon schématique une variante du moyen de maintien mécanique comprenant deux barrettes de fixation en « C » et leur sens d' assemblage sur la boite collectrice,

- la figure 8b est une vue en perspective représentant de façon schématique une autre variante du moyen de maintien mécanique comprenant deux barrettes de fixation en « U » et leur sens d'assemblage sur la boite collectrice,

- la figure 8c est une vue en perspective montrant de façon schématique encore une autre variante du moyen de maintien mécanique comprenant une barrette de fixation en « U » et son sens d'assemblage sur la boite collectrice,

- la figure 8d est une vue en perspective représentant de façon schématique une variante du moyen de maintien mécanique comprenant deux barrettes de fixation droites et leur sens d'assemblage sur la boite collectrice, et

- la figure 8e est une vue en perspective représentant de façon schématique une autre variante du moyen de maintien mécanique comprenant une barrette de fixation de contour rectangulaire et son sens d'assemblage sur la boite collectrice.

Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références.

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 ou interchangées pour fournir d'autres réalisations.

Dans la description, on peut indexer certains éléments, comme par exemple premier élément ou deuxième élément. Dans ce cas, il s'agit d'un simple indexage pour différencier et dénommer des éléments proches mais non identiques. Cette indexation n'implique pas une priorité d'un élément par rapport à un autre et on peut aisément interchanger de telles dénorninations sans sortir du cadre de la présente description. Cette indexation n'implique pas non plus un ordre dans le temps.

Échangeur thermique

L'invention concerne un échangeur thermique 1 pour véhicule automobile, tel qu'un radiateur.

L' échangeur thermique 1 tel qu'illustré sur la figure 1 présente par exemple une forme générale sensiblement parallélépipédique avec deux grandes faces latérales et deux petites faces latérales jointes à chaque extrémité par une face d'extrémité.

En référence aux figures 1 et 2, un échangeur thermique 1 comprend classiquement :

- un faisceau d'échange thermique 10 comprenant une pluralité de tubes 11, agencés selon une ou plusieurs rangées de tubes 11, et

- au moins une boite collectrice 20, généralement deux boites collectrices 20 de part et d'autre du faisceau d'échange thermique 10, comprenant chacune une plaque collectrice 270 traversée par les tubes 11, et un couvercle 23 destiné à venir se fixer sur la plaque collectrice 270 pour fermer au moins partiellement la boite collectrice 20.

Les tubes 11 peuvent s'étendre longitudinalement et être montés entre deux boites collectrices 20, par l'intermédiaire des plaques collectrices 270 disposées transversalement par rapport aux tubes 11 et respectivement traversées par les extrémités des tubes 11.

Les boites collectrices 20 sont assemblées au niveau des faces d'extrémité de

Γ échangeur thermique 1.

La ou les boites collectrices 20 permettent de distribuer un premier fluide vers les tubes 11 ou de collecter le premier fluide ayant parcouru ces tubes 11. Les tubes 11 sont donc destinés à être traversés par le premier fluide.

L'invention concerne plus particulièrement une telle boite collectrice 20 pour échangeur thermique 1.

Chaque boite collectrice 20 comporte un joint d'étanchéité 25 (figures 2 et 3). Plus précisément, il s'agit d'un joint d'étanchéité 25 compressible destiné à être agencé autour des extrémités des tubes 11 débouchant dans la boite collectrice 20 à l'assemblage de Γ échangeur thermique 1. Faisceau d'échange thermique

En référence aux figures 1 à 3b, on décrit ci-après plus en détail le faisceau d'échange thermique 10 de l'échangeur thermique 1.

Il peut s'agir d'un faisceau d'échange thermique 10 assemblé par brasage, c'est-à-dire dont les différents éléments sont assemblés entre eux puis brasés par passage dans un four de brasage, pour assurer la solidarisation de l'ensemble des éléments du faisceau d'échange thermique 10. À cet effet, les divers éléments du faisceau d'échange thermique d'échangeur thermique 10 sont métalliques, de préférence en aluminium ou en alliage d'aluminium.

En variante, il peut s'agir d'un faisceau d'échange thermique 10 assemblé mécaniquement, à température ambiante sans étape de brasage.

Tubes

Les tubes 11 du faisceau d'échange thermique 10 sont par exemple réalisés à partir d'une tôle ou bande métallique. L'étanchéité de chaque tube 11 peut être assurée par brasage. Par exemple les tubes 11 sont formés par pliage, on parle alors de « tube plié », ou ils peuvent être agrafés ou encore il peut s'agir de tubes électro-soudés.

Selon l'exemple de réalisation illustré sur la figure 2, la section transversale d'un tube

II peut présenter deux canaux de circulation de fluide parallèles juxtaposés 111 et séparés par au moins une cloison 113, aussi appelée jambe, formant entretoise. À titre d'exemple, chaque tube 11 peut présenter une section transversale sensiblement en « B ». Bien entendu, on peut prévoir tout autre type de pliage. Selon une alternative non représentée, on peut prévoir d'autres sections, par exemple de forme sensiblement oblongue définissant un unique canal

I I I de circulation de fluide.

En outre, le faisceau d'échange thermique 10 est destiné à être assemblé mécaniquement à la ou chaque boite collectrice 20. Lorsque le faisceau d'échange thermique 10 est brasé, l'échangeur thermique 1 est dans ce cas appelé un échangeur mécano-brasé.

Pour ce faire, les tubes 11 sont assemblés mécaniquement à chaque boite collectrice 20. De façon détaillée, les tubes 11 sont assemblés à la boite collectrice 20 de façon à traverser la plaque collectrice 270 et le joint d'étanchéité 25, comme illustré sur la figure 2. Les extrémités des tubes 11 débouchant dans cette boite collectrice 20 sont ensuite déformées de manière plastique. Selon le mode de réalisation décrit, cet assemblage mécanique se fait par expansion ou évasage des extrémités des tubes 11. À cet effet, les extrémités des tubes 11 sont évasées de façon à prendre appui sur le joint d'étanchéité 25 de la boite collectrice 20.

L'évasage des extrémités de tubes 11 est par exemple réalisé par poinçonnage de ces extrémités.

De préférence, l'évasage est réalisé de façon localisée. Par évasage localisé, on entend que l'évasage n'est pas réalisé sur toute la périphérie de l'extrémité d'un tube 11. Autrement dit, l'évasage est réalisé sur une ou plusieurs portions de l'extrémité du tube 11.

On peut prévoir d'évaser au moins localement les extrémités des tubes 11, de façon à définir un ou plusieurs évasements 115 sur la périphérie des extrémités des tubes 11. Les évasements 115 sur les périphéries des extrémités des tubes 11 forment des zones d'appui sur le joint d'étanchéité 25. Au niveau de l'évasement ou des évasements 115, la largeur des extrémités des tubes 11 augmente. La largeur des extrémités des tubes 11 s'entend ici de la dimension entre deux grands côtés opposés de la forme sensiblement ovale ou oblongue de l'extrémité d'un tube 11.

En variante, on peut prévoir en outre un ou plusieurs autres évasements dits internes 117, réalisés du côté du reste du faisceau d'échange thermique 10, soit du côté intérieur du faisceau d'échange thermique 10, comme cela est visible sur les figures 3a et 3b.

Les évasements 115, 117 permettent de comprimer le joint d'étanchéité 25 afin de garantir l'étanchéité entre la plaque collectrice 270 et les tubes 11.

L'échangeur thermique 1 peut avantageusement comprendre un ou plusieurs organes de verrouillage (non représentés) agencés au niveau de l'extrémité d'un ou plusieurs tubes 11 de façon à maintenir le ou les évasements 115, et ainsi maintenir la compression du joint d'étanchéité 25.

Intercalaires

Par ailleurs, le faisceau d'échange thermique 10 comprend en outre dans cet exemple des intercalaires 13 (voir figures 1 à 3b) séparant les tubes 11 les uns des autres, et destinés à être traversés par un deuxième fluide pour un échange thermique avec le premier fluide destiné à traverser les tubes 11. La perturbation générée par la présence de ces intercalaires 13 permet de faciliter les échanges thermiques entre les deux fluides. Ces intercalaires 13, représentés de façon schématique sur les figures 1 et 2, peuvent présenter une forme sensiblement ondulée. Les intercalaires 13 sont par exemple brasés aux tubes 11 au niveau des sommets de leurs ondulations. Ces intercalaires 13 sont bien connus de l'Homme du métier et ne sont pas décrits plus en détail dans la présente.

Joues

Le faisceau d'échange thermique 10 peut comprendre de plus deux joues latérales 15 de part et d'autre de la pluralité de tubes 11, dans cet exemple de part et d'autre de l'empilement alterné de tubes 11 et d'intercalaires 13.

Boite collectrice

Couvercle

En ce qui concerne le couvercle 23 de chaque boite collectrice 20, il est réalisé en plastique. En effet, même dans le cas d'un faisceau d'échange thermique 10 brasé, l'assemblage mécanique entre le faisceau d'échange thermique 10 et chaque boite collectrice 20, c'est-à-dire sans opération de brasage, permet d'utiliser un tel couvercle 23 en plastique. Cette solution est plus économique que les solutions de l'art antérieur d'échangeur thermique brasé, pour lesquelles le faisceau d'échange thermique brasé est également assemblé par brasage aux boites collectrices. Un tel couvercle 23 est également plus léger qu'un couvercle métallique.

Plus particulièrement, le couvercle 23 comporte un pied de couvercle 231 destiné à être fixé à la plaque collectrice 270, grâce à un moyen de maintien mécanique 50, dont des exemples de réalisation sont décrits plus en détail par la suite. On entend par « pied de couvercle », la partie inférieure du couvercle 23 qui se trouve du côté du faisceau d'échange thermique 10 à l'assemblage. Il s'agit d'un bord périphérique du couvercle 23. Le pied de couvercle 231 est configuré pour venir en appui contre la plaque collectrice 270 lors de l'assemblage de la boite collectrice 20.

Par ailleurs, le couvercle 23 présente généralement différentes interfaces 230 permettant par exemple de fixer l'échangeur thermique 1 au véhicule, ainsi que des connectiques 230' permettant de raccorder l'échangeur thermique 1, à titre d'exemple non limitatif , à un circuit du premier fluide, un circuit de vidange, une sonde de température et autres sondes. Ces éléments sont connus de l'Homme du métier et ne sont pas détaillés dans la présente. Joint d'étanchéité

Comme dit précédemment, chaque boite collectrice 20 comporte un joint d'étanchéité 25. Ce joint d'étanchéité 25 est agencé de façon à être comprimé entre les extrémités des tubes 11 d'échange thermique et la plaque collectrice 270, à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1 (voir figures 2 à 3b).

Le joint d'étanchéité 25, mieux visible sur la figure 4, est par exemple réalisé en élastomère tel qu'un monomère d'éthylène-propylène-diène connu sous le sigle EPDM.

En référence aux figures 2 à 4, le joint d'étanchéité 25 comprend une pluralité de collets 253, appelés par la suite collets standards, délimitant des ouvertures 254 pour le passage des tubes 11 et s'étendant en direction du couvercle 23 à l'assemblage de la boite collectrice 20. Les collets standards 253 sont destinés à être reçus dans la plaque collectrice 270.

De plus, ces collets standards 253 sont propres à entourer les extrémités des tubes 11 à l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 à plaque collectrice 270.

Les collets standards 253 s'étendent selon une direction parallèle à l'axe longitudinal des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1. Plus précisément, les collets standards 253 s'étendent selon le même sens que le sens d'insertion des tubes 11 dans la plaque collectrice 270.

En outre, la forme des collets standards 253 est complémentaire à celle des extrémités des tubes 11. Dans l'exemple illustré sur la figure 4, les collets standards 253 présentent, en section transversale, une forme sensiblement oblongue avant assemblage de la boite collectrice 20. Les collets standards 253 sont destinés à être comprimés lors de l'expansion des extrémités des tubes 11. L'étanchéité entre les tubes 11 et la plaque collectrice 270 est assurée par cette compression des collets standards 253 autour des extrémités des tubes 11.

Plus précisément, ce sont les collets standards 253 protubérants du joint d'étanchéité

25 qui sont comprimés entre les extrémités des tubes 11 et la plaque collectrice 270, lors de l'assemblage mécanique des tubes 11 à la boite collectrice 20.

De plus, les collets standards 253 sont dimensionnés de sorte qu'à l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 à la boite collectrice 20, les extrémités de tubes 11 sont sensiblement au ras des collets standards 253, c'est-à-dire pratiquement sans aucun dépassement, voire sans le moindre dépassement, des extrémités des tubes 11 par rapport aux collets standards 253 du joint d'étanchéité 25. Enfin, les collets standards 253 sont souples et s'adaptent à la forme des tubes 11 et des ouvertures 271 de la plaque collectrice 270. Ainsi, le joint d'étanchéité 25, en particulier ses collets standards 253, assure une liaison souple entre la plaque collectrice 270 et les tubes 11, ce qui permet d'absorber les contraintes de déformations liées à la dilatation thermique. Le joint d'étanchéité 25 comporte de plus dans cet exemple une base 257, mieux visible sur la figure 4, à partir de laquelle s'étendent les collets standards 253.

Plaque collectrice

En ce qui concerne la plaque collectrice 270, on se réfère plus particulièrement aux figures 5a à 5d. Il s'agit d'une pièce distincte du couvercle 23. Autrement dit le couvercle 23 et la plaque collectrice 270 ne sont pas réalisés d'une seule pièce.

La plaque collectrice 270 présente par exemple une forme générale sensiblement parallélépipédique, ici de parallélépipède rectangle.

Une pluralité d'ouvertures 271 sont ménagées sur la plaque collectrice 270 pour le passage des extrémités des tubes 11 du faisceau d'échange thermique 10. Dans l'exemple illustré, la forme de ces ouvertures 271 est complémentaire à la forme des extrémités des tubes 11. Par exemple, les ouvertures 271 sont sensiblement oblongues, et s'étendent longitudinalement de façon sensiblement transversale à l'axe longitudinal des tubes 11 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1. Bien entendu, on peut prévoir toute autre forme des ouvertures 271 qui soit complémentaire à la forme des extrémités des tubes 11. Les ouvertures 271 sont configurées pour recevoir les extrémités des tubes 11 et le joint d'étanchéité 25 autour des extrémités des tubes 11, plus précisément les collets standards 253 du joint d'étanchéité 25, comme cela est représenté sur la figure 2.

Par ailleurs, selon le mode de réalisation illustré, la plaque collectrice 270 est sensiblement plane, c'est-à-dire qu'elle ne comporte pas de gorge, rainure ou analogue pour loger le j oint d' étanchéité 25.

La plaque collectrice 270 présente une face inférieure 27a représentée sur la figure 5a et une face supérieure 27b opposée, représentée sur les figures 5b à 5d. En référence aux figures 3a et 3b, la face inférieure 27a est destinée à être agencée en regard de la base 257 du joint d'étanchéité 25 et la face supérieure 27b en regard du couvercle 23, à l'assemblage de la boite collectrice 20. La plaque collectrice 270 est donc agencée entre la base 257 du joint d'étanchéité 25 et le couvercle 23. De façon avantageuse, la plaque collectrice 270 est agencée et en particulier dimensionnée de façon à combler les espaces entre les extrémités des tubes 11. La plaque collectrice 270 permet de combler les espaces entre la base 257 du joint d'étanchéité 25 et les collets standards 253 du joint d'étanchéité 25. La plaque collectrice 270 forme ainsi une nappe venant occuper la quasi-totalité de l'espace entre les extrémités protubérantes des tubes 11 traversant les collets standards 253. En particulier, la plaque collectrice 270, plus précisément sa face supérieure 27b, est agencée au plus près des extrémités des tubes 11. Autrement dit, les extrémités des tubes 11 bordées des collets standards 253 du joint d'étanchéité 25 ne dépassent quasiment pas, c'est-à-dire dépassent sur une hauteur inférieure à 2mm, voire ne dépassent pas du tout, le plan selon lequel s'étend la plaque collectrice 270. Ceci permet de réduire les pertes d'écoulement, notamment en limitant la formation de vortex ou turbulences dans la zone où les tubes 11 débouchent dans la boite collectrice 20 à l'état assemblé de l'échangeur thermique 1.

Par ailleurs, comme cela est mieux visible sur les figures 5b à 5d, la plaque collectrice 270 peut être déformée localement autour des ouvertures 271. Plus précisément, la plaque collectrice 270 est déformée localement uniquement sur face supérieure 27b. La plaque collectrice 270 présente donc des déformations locales 273 prévues de sorte que la bordure des ouvertures 271 fait office de contre-forme complémentaire à la forme des extrémités des tubes 11 après expansion. Les déformations locales 273 de la plaque collectrice 270 sont par exemple réalisées par des évasements 273. Ainsi, selon le mode de réalisation décrit, lors de l'assemblage des tubes 11 à la plaque collectrice 270, les extrémités des tubes 11 sont évasées de façon à épouser la forme des bordures délimitant les ouvertures 271 de la plaque collectrice 270.

Selon une première variante de réalisation, la plaque collectrice 270 et le joint d'étanchéité 25 sont deux pièces distinctes.

Selon une deuxième variante de réalisation non représentée, la plaque collectrice 270 et le joint d'étanchéité 25 sont réalisés d'une seule pièce, par exemple par co-moulage. Cette deuxième variante permet de limiter le nombre de pièces tout en permettant d'accélérer le procédé d'assemblage de l'échangeur thermique 1.

En outre, de façon similaire au couvercle 23, la plaque collectrice 270 est avantageusement réalisée en plastique. Plus particulièrement, le couvercle 23 et la plaque collectrice 270 peuvent être réalisés dans le même matériau.

Le choix du matériau plastique de la plaque collectrice 270 est possible du fait de l'assemblage mécanique entre le faisceau d'échange thermique 10 et chaque boite collectrice 20, c'est-à-dire sans opération de brasage.

En particulier lorsque le faisceau d'échange thermique 10 est brasé, contrairement aux solutions de l'art antérieur, la plaque collectrice 270 n'est pas réalisée dans un matériau métallique, tel que de l'aluminium, mais en plastique. Cette solution est plus économique que les solutions de l'art antérieur d'échangeur thermique brasé, pour lesquelles le faisceau d'échange thermique brasé est également assemblé par brasage aux plaques collectrices. Enfin, la plaque collectrice 270 présente un bord périphérique 272 configuré pour coopérer avec le pied de couvercle 231, notamment pour être assemblé en regard du pied de couvercle 231, lors de l'assemblage de la boite collectrice 20.

Moyen de maintien mécanique

Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1, 3a, 3b, 6a et 7a, le moyen de maintien mécanique 50 est agencé au moins partiellement autour des bords périphériques 231, 272 du couvercle 23 et de la plaque collectrice 270.

À cet effet, le moyen de maintien mécanique 50 comporte avantageusement une ou plusieurs barrettes de fixation 51 (voir figures 6a à 8e). La ou les barrettes de fixation 51 sont configurées de façon à entourer partiellement ou intégralement les bords périphériques 231, 272 du couvercle 23 et de la plaque collectrice 270.

Le moyen de maintien mécanique 50 peut garantir l'assemblage entre la plaque collectrice 270 et le couvercle 23, par une fixation ou liaison physique, c'est-à-dire à l'aide d'organes de fixation. En variante ou en complément, le moyen de maintien mécanique 50 peut garantir l'assemblage entre la plaque collectrice 270 et le couvercle 23, par une liaison chimique.

Le moyen de maintien mécanique 50 peut être fixé autour des bords périphériques 231, 272 du couvercle 23 et de la plaque collectrice 270 par compression. Pour ce faire, selon une variante non représentée, on peut prévoir que les barrettes de fixation 51 soient maintenues par compression autour des bords périphériques 231, 272 du couvercle 23 et de la plaque collectrice 270.

En variante ou en complément, le moyen de maintien mécanique 50 peut assurer Γ assemblage de la boite collectrice 20, en étant fixé autour des bords périphériques 231, 272 du couvercle 23 et de la plaque collectrice 270 par soudage plastique, ou encore par collage.

De préférence, le moyen de maintien mécanique 50 peut être fixé autour des bords périphériques 231, 272 du couvercle 23 et de la plaque collectrice 270 par sertissage. Pour ce faire, selon les variantes de réalisation illustrées sur les figures 1, 3a, 3b et 6a à 8e, les barrettes de fixation 51 présentent des organes de fixation mécanique, tels que des pattes de sertissage 52 et/ou 53 susceptibles d'être rabattues sur le couvercle 23 ou sur la plaque collectrice 270.

Bien entendu, le moyen de maintien mécanique 50 peut être fixé autour des bords périphériques 231, 272 du couvercle 23 et de la plaque collectrice 270 selon une combinaison de ces diverses méthodes de fixation. À titre d'exemple non limitatif, le moyen de maintien mécanique 50 peut être assemblé par compression et sertissage autour des bords périphériques 231, 272 du couvercle 23 et de la plaque collectrice 270.

Selon l'exemple de réalisation représenté sur les figures 6a et 6b, les barrettes de fixation 51 présentent des organes de fixation mécanique, tels que les pattes de sertissage 52, sur un seul côté, ici du côté du couvercle 23, de façon à être rabattues sur le couvercle 23, plus précisément sur le pied de couvercle 231, aussi appelé bord périphérique du couvercle 23. Bien entendu, on peut prévoir en variante, que les barrettes de fixation 51 présentent des organes de fixation mécanique, tels que des pattes de sertissage 53, sur un seul côté, à savoir du côté de la plaque collectrice 270, de façon à être rabattues sur la plaque collectrice 270, plus précisément sur le bord périphérique 272. Autrement dit, selon ces variantes, la barrette de fixation 51 présente une seule série de pattes de sertissage 52 ou 53.

Selon l'exemple de réalisation illustré sur les figures 7a et 7b, les barrettes de fixation 51 présentent des organes de fixation mécanique, tels que les pattes de sertissage 52, 53, des deux côtés. Plus précisément, la ou les barrettes de fixation 51 présentent :

une première série de pattes de sertissage 52 du côté du couvercle 23, de façon à être rabattues sur le pied de couvercle 231, et

une deuxième série de pattes de sertissage 53 du côté de la plaque collectrice 270, de façon à être rabattues sur le bord périphérique 272 de cette dernière. Différentes variantes de forme du moyen de maintien mécanique 50 et d'assemblage sont schématisées sur les figures 8a à 8e. En référence à la figure 8a, on peut prévoir deux barrettes de fixation 51. Les barrettes de fixation 51 sont par exemple de section transversale sensiblement en forme de « C ». Les barrettes de fixation 51 présentent donc une partie sensiblement droite et est recourbée à chaque extrémité. Chaque barrette de fixation 51 présente une forme de demi-collier.

Comme schématisé par les flèches Fl et FI ', les deux barrettes de fixation 51 peuvent être assemblées de façon opposée l'une par rapport à l'autre, et latéralement de part et d'autre du pied de couvercle 231 et du bord périphérique 272 de la plaque collectrice 270. En particulier, les deux barrettes de fixation 51 sont assemblées de sorte que les parties droites des barrettes de fixation 51 sont agencées au niveau des grandes faces latérales de l'échangeur thermique 1 et les extrémités recourbées au niveau des petites faces latérales de l'échangeur thermique 1.

Une fois les deux barrettes de fixation 51 assemblées, elles sont agencées sur tout le périmètre du sous-ensemble comprenant la plaque collectrice 270 et le pied de couvercle 231.

Chaque barrette de fixation 51 peut présenter des pattes de sertissage 52 et/ou 53 d'un seul côté ou des deux côtés comme décrit précédemment. Chaque barrette de fixation 51 peut de plus présenter des pattes de fixation 52, 53 uniquement au niveau de sa partie droite, ou, en variante ou en complément au niveau de son extrémité recourbée.

Les barrettes de fixation 51 peuvent ensuite être fixées par sertissage en rabattant les pattes de sertissage 52 et/ou 53 sur le couvercle 23 ou la plaque collectrice 270. Bien entendu, en variante les barrettes de fixation 51 peuvent être assemblées par compression, collage ou encore par soudage plastique ou tout autre assemblage mécanique.

En référence à la figure 8b, on peut prévoir deux barrettes de fixation 51, cette fois de section transversale sensiblement en forme de « U ». Les barrettes de fixation 51 présentent donc chacune une base formant le fond du « U » à partir de laquelle s'étendent deux branches latérales. Chaque barrette de fixation 51 présente une forme de demi-collier.

Comme schématisé par les flèches F2 et F2 ', les deux barrettes de fixation 51 peuvent être assemblées de part et d'autre du pied de couvercle 231 et du bord périphérique 272 de la plaque collectrice 270, de façon opposée l'une par rapport à l'autre, l'une par le haut et l'autre par le bas de l'échangeur thermique 1, en référence à la disposition des éléments sur les figures. En particulier, les deux barrettes de fixation 51 sont assemblées de sorte que les bases des « U » sont agencées en regard des petites faces latérales de l'échangeur thermique 1 et les branches latérales sont agencées en regard des grandes faces latérales de l'échangeur thermique 1.

Chaque barrette de fixation 51 peut présenter des pattes de sertissage 52 et/ou 53 d'un seul côté ou des deux côtés comme décrit précédemment. Chaque barrette de fixation 51 peut de plus présenter des pattes de fixation 52, 53 uniquement au niveau de ses branches latérales et/ou au niveau de sa base.

De façon similaire à la variante de la figure 8a, une fois les deux barrettes de fixation 51 assemblées, elles sont agencées sur tout le périmètre du sous-ensemble comprenant la plaque collectrice 270 et le pied de couvercle 231. Les barrettes de fixation 51 peuvent ensuite être fixées par sertissage ou en variante par compression, collage ou encore par soudage plastique ou tout autre assemblage mécanique.

En référence à la figure 8c, on peut prévoir une seule barrette de fixation 51, de section transversale sensiblement en forme de « U » avec une base à partir de laquelle s'étendent deux branches latérales. La barrette de fixation 51 présente une forme de demi- collier.

Comme schématisé par la flèche F3, la barrette de fixation 51 peut être assemblée par le bas de l'échangeur thermique 1, en référence à la disposition des éléments sur les figures. En particulier, la base du « U » est agencée en regard d'une petite face latérale de l'échangeur thermique 1 et les branches latérales sont agencées en regard des grandes faces latérales de l'échangeur thermique 1.

La barrette de fixation 51 peut présenter des pattes de sertissage 52 et/ou 53 d'un seul côté ou des deux côtés comme décrit précédemment. La barrette de fixation 51 peut de plus présenter des pattes de fixation 52, 53 uniquement au niveau de ses branches latérales et/ou au niveau de sa base.

La barrette de fixation 51 est agencée sur une partie et non tout le périmètre du sous- ensemble comprenant la plaque collectrice 270 et le pied de couvercle 231, contrairement aux variantes des figures 8a et 8b. Elle peut être fixée par sertissage ou en variante par compression, collage ou encore par soudage plastique ou tout autre assemblage mécanique.

Bien entendu, on peut envisager une barrette de fixation 51 en « U » agencée de façon opposée à la variante de la figure 8c, c'est-à-dire par le haut, en référence à la disposition des éléments sur les figures. En référence à la figure 8d, on peut prévoir deux barrettes de fixation 51 sensiblement droites. De façon similaire à la variante de la figure 8a, les deux barrettes de fixation 51 peuvent être assemblées de façon opposée l'une par rapport à l'autre, et latéralement de part et d'autre du pied de couvercle 231 et du bord périphérique 272 de la plaque collectrice 270, comme schématisé par les flèches Fl et FI '. En particulier, les deux barrettes de fixation 51 sont agencées au niveau des grandes faces latérales de l'échangeur thermique 1.

Chaque barrette de fixation 51 peut présenter des pattes de sertissage 52 et/ou 53 d'un seul côté ou des deux côtés comme décrit précédemment.

Les barrettes de fixation 51 peuvent être fixées par sertissage ou en variante par compression, collage ou encore par soudage plastique ou tout autre assemblage mécanique.

Les barrettes de fixation 51 ne sont pas agencées sur tout le périmètre du sous- ensemble comprenant la plaque collectrice 270 et le pied de couvercle 231, contrairement aux variantes des figures 8a et 8b.

En référence à la figure 8e, on peut prévoir une seule barrette de fixation 1 de forme sensiblement rectangulaire de façon complémentaire au pied de couvercle 231 et au bord périphérique 272 de la plaque collectrice 270. La barrette de fixation 51 présente une forme de collier.

Cette barrette de fixation 51 peut être assemblée, comme schématisé par les flèches F4, en venant par-dessus une face d'extrémité de l'échangeur thermique 1, de façon à venir autour de la plaque collectrice 270. Le couvercle 23 peut ensuite être inséré selon le même mouvement de sorte que le pied de couvercle 231 se trouve agencé en regard du bord périphérique 272 de la plaque collectrice 270 et soit entouré par la barrette de fixation 51.

La barrette de fixation 51 est alors agencée sur tout le périmètre du sous-ensemble comprenant la plaque collectrice 270 et le pied de couvercle 231.

La barrette de fixation 51 peut présenter des pattes de sertissage 52 et/ou 53 d'un seul côté ou des deux côtés comme décrit précédemment. Elle peut être fixée par sertissage ou en variante par compression, collage ou encore par soudage plastique ou tout autre assemblage mécanique. On réalise ainsi un cerclage mécanique.

Enfin, le moyen de maintien mécanique 50 est avantageusement réalisé dans un matériau métallique, par exemple en aluminium ou en alliage d'aluminium. Selon les modes de réalisation illustrés, la ou les barrettes de fixation 51 sont métalliques, par exemple en aluminium.

Ce moyen de maintien mécanique 50 assure la fonction d'assemblage et de maintien de la boite collectrice 20. Cette fonction n'est plus intégrée dans la plaque collectrice 270 ou le couvercle 23. Ceci permet d'utiliser un couvercle 23 standard prévu pour d'autres applications, d'autres radiateurs notamment, également pour un échangeur thermique dit mécano-brasé. Ceci permet également de simplifier l'assemblage de la plaque collectrice 270.

Procédé d'assemblage de l'échangeur thermique

En référence à l'ensemble des figures, on décrit ci-après un procédé d'assemblage, d'un échangeur thermique 1 tel que décrit précédemment.

Le procédé comprend une étape d'assemblage du faisceau d'échange thermique 10 suivi d'une étape de brasage du faisceau d'échange thermique 10 par passage dans un four dédié. Pour l'assemblage du faisceau d'échange thermique 10, on empile une pluralité de tubes 11. Selon les modes de réalisation représentés (voir figures 1 et 2), on empile de manière alternée des tubes 11 et des intercalaires 13, puis on peut assembler deux joues latérales 15 de part et d'autre de l'empilement de tubes 11 et d'intercalaires 13. Le faisceau d'échange thermique 10 ainsi assemblé peut être brasé. Pour l'assemblage d'une boite collectrice 20, on dispose un joint d'étanchéité 25 et une plaque collectrice 270 sur le joint d'étanchéité, de sorte que les collets standards 253 du joint d'étanchéité 25 s'étendent à travers les ouvertures 271 de la plaque collectrice 270. Lorsque le joint d'étanchéité 25 et la plaque collectrice 270 sont réalisés d'une seule pièce, on dispose cette pièce unique formant à la fois le joint d'étanchéité 25 et la plaque collectrice 270 en une seule étape.

Le faisceau d'échange thermique 10, par exemple brasé, est assemblé à chaque extrémité au sous-ensemble comprenant un joint d'étanchéité 25 et un plaque collectrice 270. Les extrémités des tubes 11 d'échange thermique du faisceau d'échange thermique 10 brasé sont insérées à travers le joint d'étanchéité 25 et la plaque collectrice 270, de sorte que les collets standards 253 du joint d'étanchéité 25 sont agencés autour des extrémités protubérantes des tubes 11. Pour l'assemblage mécanique du faisceau d'échange thermique 10 à la boite collectrice 20, les extrémités des tubes 11 sont évasées, par exemple une première fois formant ainsi un évasement interne 117 (visibles sur la figure 3a) de façon à comprimer le joint d'étanchéité 25 contre la plaque collectrice 270. Les extrémités des tubes 11 sont avantageusement évasées de nouveau formant ainsi un ou plusieurs évasements externes 115 de façon à comprimer le joint d'étanchéité 25, plus précisément ses collets standards 253, contre la plaque collectrice 270.

Ensuite, on met en place le couvercle 23 de manière que le pied de couvercle 231 vienne en regard du bord périphérique 272 de la plaque collectrice 270. On agence le moyen de maintien mécanique 50 autour du pied de couvercle 231 et du bord périphérique 272 de la plaque collectrice 270. En variante, le moyen de maintien mécanique 50 peut être agencé avant la mise en place du couvercle 23.

Ensuite, on procède à l'assemblage mécanique, par exemple par sertissage en rabattant les pattes de sertissage 52 et/ou 53 sur le pied de couvercle 231 et/ou le bord périphérique 272 de la plaque collectrice 270, ce qui assure le verrouillage de la boite collectrice 20 et la compression du joint d'étanchéité 25.

Bien entendu, l'ordre de certaines étapes de ce procédé peut être interverti.

Ainsi, on allie des performances thermiques optimisées grâce au faisceau d'échange thermique 10 brasé avec des tubes 11 ayant un pas serré, à la résistance aux chocs thermiques du côté de la plaque collectrice 270 grâce à l'assemblage mécanique entre les tubes 11 de ce faisceau 10 brasé et la plaque collectrice 270.

Le joint d'étanchéité 25 assure à la fois une fonction de liaison mécanique entre le faisceau d'échange thermique 10 brasé et la boite collectrice 20, mais aussi une fonction d'étanchéité de la boite collectrice 20 et entre les tubes 11 et la paque collectrice 270.

En outre, le moyen de maintien mécanique 50 assure la fonction d'assemblage et de verrouillage du couvercle 23 à la plaque collectrice 270. Cette fonction est dissociée de la plaque collectrice 270, ce qui permet d'utiliser une plaque collectrice 270 en plastique, comme le couvercle 23, qui est alors plus simple, plus facile à assembler et plus légère. En outre, le couvercle 23 peut être standard.