FR2808321A1

FR2808321A1 - Heat exchanger two part tubular manifold comprises two semi-cylindrical parts with internal and external edges which clip together and stop preventing mutual displacement of clipped parts

Info

Publication number: FR2808321A1
Application number: FR0005417A
Authority: FR
Inventors: Stephane Avequin
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-11-02
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: FR2808321B1

Abstract

The heat exchanger tubular manifold (12) comprises two semi-cylindrical parts (22,24). One part has two internal edges (30) which fit into two external edges (26) of the other part to form a clipping connection. The manifold has a stop (34,38) for mutually locking internal and external edges in a clipped position which prevents the mutual displacement of the two parts for a later brazing operation.

Description

Boîte collectrice tubulaire en deux parties p échangeur de chaleur, notamment de véhicule automobile L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, notamment pour les véhicules automobiles. The invention relates to the field of heat exchangers, in particular for motor vehicles.

Elle concerne plus particulièrement une boite collectrice tubulaire pour échangeur de chaleur comprenant deux parties de forme générale semi-cylindrique dont l'une possède deux bords interieurs propres à s'emboîter respectivement dans deux bords extérieurs de l'autre partie pour réaliser une liaison encliquetage. It relates more particularly to a tubular collector box for heat exchanger comprising two parts of generally semi-cylindrical shape, one of which has two inner edges fit to fit respectively in two outer edges of the other part to make a snap connection.

Dans une boîte collectrice de ce type, les deux bords intérieurs de l'une des parties sont généralement réalisés en retrait pour pouvoir être recouverts respectivement par les deux bords extérieurs de l'autre partie, afin de constituer une boîte tubulaire ayant la forme générale cylindre. Dans le présent contexte, le terme "cylindre" à considé rer dans son sens mathématique, c'est-à-dire au sens large, et n'est donc pas limité à une forme générale cylindrique circulaire. In a manifold of this type, the two inner edges of one of the parts are generally recessed to be covered respectively by the two outer edges of the other part, to form a tubular box having the general shape cylinder . In the present context, the term "cylinder" to be considered in its mathematical sense, that is to say in the broad sense, and is therefore not limited to a general cylindrical circular shape.

Généralement, une boîte collectrice tubulaire de ce type affecte une section transversale qui s'aproche de celle d'un cercle, mais qui peut aussi avoir d'autres formes, en particulier ovales, elliptiques, etc. Generally, a tubular collecting box of this type has a cross-section that approximates that of a circle, but may also have other shapes, in particular oval, elliptical, etc.

De telles boîtes collectrices tubulaires peuvent être utilisées pour différents types d'échangeurs de chaleur de véhicule automobile, et en particulier des condenseurs de climatisation. Such tubular manifolds can be used for different types of motor vehicle heat exchangers, and in particular air conditioning condensers.

Dans un échangeur de chaleur de ce type, on prévoit un faisceau de tubes dont les extrémités sont reliées d'un côté à une boîte collectrice et, de l'autre côté, à une autre boîte collectrice. Généralement, les boîtes collectrices sont identiques ou similaires. In a heat exchanger of this type, there is provided a bundle of tubes whose ends are connected on one side to a manifold and, on the other side, to another manifold. Generally, the manifolds are identical or similar.

L'une des parties de la boîte collectrice tubulaire, généra lement celle qui comporte les bords extérieurs, présente une série d'ouvertures destinées à recevoir respectivement les extrémités des tubes du faisceau. Cette partie constitue l'équivalent d'un collecteur. One of the parts of the tubular manifold, generally that which has the outer edges, has a series of openings for respectively receiving the ends of the tubes of the bundle. This part is the equivalent of a collector.

L'autre partie, généralement celle qui possède les bords intérieurs, vient fermer la partie formant collecteur et constitue ainsi une sorte de couvercle. The other part, usually the one that has the inner edges, closes the collector portion and thus constitutes a kind of cover.

Dans la technologie actuelle des échangeurs de chaleur, le faisceau comprend tubes parallèles et des ailettes associées et est interposé entre deux boîtes collectrices tubulaires. L'ensemble ainsi obtenu est disposé à plat sur un tapis convoyeur pour être envoyé vers un four de brasage dans lequel les différents constituants de l'échangeur de chaleur sont assemblés par brasage. In current heat exchanger technology, the bundle includes parallel tubes and associated fins and is interposed between two tubular manifolds. The assembly thus obtained is placed flat on a conveyor belt to be sent to a brazing furnace in which the various constituents of the heat exchanger are assembled by soldering.

Cette opération de brasage nécessite que les différents constituants de l'échangeur de chaleur soient correctement positionnés les uns par rapport aux autres, de manière à obtenir un échangeur de chaleur sans défaut. This brazing operation requires that the various constituents of the heat exchanger are correctly positioned relative to each other, so as to obtain a heat exchanger flawless.

Or, comme les deux parties de chaque boîte tubulaire sont assemblées entre elles par encliquetage, il peut se produire, de façon accidentelle, que ces parties se déplacent légère ment l'une par rapport à l'autre, par exemple sous l'effet de vibrations ou autres agents extérieurs. However, since the two parts of each tubular box are assembled together by snap-fastening, it can happen, accidentally, that these parts move slightly relative to each other, for example under the effect of vibrations or other external agents.

Ce phénomène est en outre augmenté par le fait que la partie de la boîte collectrice qui forme couvercle est généralement munie au préalable de moyens de fixation, tels que des pattes, des brides, etc... qui constituent à chaque fois un élément massif en porte-à-faux relié à la partie précitée. Ainsi, lorsque l'echangeur de chaleur est disposé à plat sur le tapis convoyeur, ces moyens de fixation forment une sorte de bras de levier qui tend à faire pivoter la partie formant couvercle par rapport à la partie formant collecteur, d'oÙ il peut résulter un mauvais positionnement relatif de ces deux parties lors de l'opération de brasage. This phenomenon is furthermore increased by the fact that the portion of the header-shaped collecting box is generally provided in advance with fastening means, such as tabs, flanges, etc., which constitute in each case a solid element in cantilever connected to the aforementioned part. Thus, when the heat exchanger is placed flat on the conveyor belt, these fixing means form a kind of lever arm which tends to rotate the lid portion relative to the collector portion, where it can result in a relative poor positioning of these two parts during the brazing operation.

L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé nients précités. The object of the invention is in particular to overcome the above-mentioned disadvantages.

Elle vise en particulier à procurer une boite collectrice tubulaire du type défini précédemment, dans laquelle les deux parties peuvent être encliquetées de façon sûre, avec verrouillage, de telle que sorte que ces deux parties ne peuvent se déplacer mutuellement l'une par rapport à l'autre lors de l'opération de brasage. It aims in particular to provide a tubular collector box of the type defined above, in which the two parts can be snapped securely, with locking, so that these two parts can not move mutually relative to one another. other during the soldering operation.

L'invention propose à cet effet une boîte collectrice tubulaire en deux parties, du type défini précédemment, laquelle comprend au moins un moyen de butée pour verrouiller mutuellement un bord intérieur et un bord extérieur dans une position d'encliquetage, ce qui permet d'empêcher tout déplacement mutuel des deux parties en vue d'une opération ultérieure d'assemblage. The invention proposes for this purpose a two-part tubular collecting box, of the type defined above, which comprises at least one stop means for mutually locking an inner edge and an outer edge in a latching position, thereby allowing prevent any mutual movement of the two parts for a subsequent assembly operation.

Ainsi, ce moyen de butée vient assurer un positionnement relatif correct 'un bord intérieur et d'un bord extérieur dans la position d'encliquetage, en assurant ainsi un verrouillage parfait. Thus, this stop means comes to ensure a correct relative positioning an inner edge and an outer edge in the latching position, thus ensuring perfect locking.

Bien que l'on puisse prévoir un seul moyen de butée pour coopérer avec un bord intérieur et un bord extérieur corres pondants, il est bien entendu préférable de prévoir deux moyens de butée correspondant chacun à un couple bord intérieur-bord extérieur, de manière à améliorer le ver rouillage. Although it is possible to provide a single stop means for cooperating with an inner edge and a corresponding outer edge, it is of course preferable to provide two abutment means each corresponding to an inner edge-outer edge pair, so as to improve the rustling worm.

Dans une première forme de réalisation de l'invention, le moyen de butée comprend un épaulement formé sur une face externe du bord intérieur et propre à recevoir une arête formée en extrémité d'une face interne du bord extérieur associé. In a first embodiment of the invention, the stop means comprises a shoulder formed on an outer face of the inner edge and adapted to receive an edge formed at the end of an inner face of the associated outer edge.

Dans une deuxième forme de réalisation de l'invention, le moyen de butée comprend une rainure formée dans face externe du bord intérieur et propre à recevoir une nervure formée sur face interne du bord extérieur associé. In a second embodiment of the invention, the stop means comprises a groove formed in the outer face of the inner edge and adapted to receive a rib formed on the inner face of the associated outer edge.

Dans une troisième forme de réalisationdé l'invention, le moyen de butée comprend un épaulement formé sur une face interne du bord extérieur et propre à recevoir une arête formée en extrémité d'une face externe du bord intérieur associé. In a third embodiment of the invention, the stop means comprises a shoulder formed on an inner face of the outer edge and adapted to receive an edge formed at the end of an outer face of the inner edge. associated.

Dans une quatrième forme de réalisation de l'invention, dans laquelle partie munie des bords extérieurs forme un collecteur dans lequel débouchent les extrémités des tubes d'un faisceau, le moyen de butée comprend une face conformée du tube propre à venir en appui contre une face interne du bord intérieur. In a fourth embodiment of the invention, in which part provided with the outer edges forms a manifold in which the ends of the tubes of a bundle open, the stop means comprises a shaped face of the clean tube to bear against a inner face of the inner edge.

Dans l'invention, les deux parties sont avantageusement assemblées par brasage. In the invention, the two parts are advantageously assembled by brazing.

L'une des parties comprend avantageusement des ouvertures pour l'introduction d'extrémités de tubes débouchant dans la boîte collectrice. Cette partie, qui forme collecteur, est avantageusement celle qui est munie des bords extérieurs. Sous un autre aspect, l'invention concerne un échangeur de chaleur comprenant au moins une boîte collectrice tubulaire telle que définie précédemment, et un faisceau de tubes débouchant dans la boîte collectrice. One of the parts advantageously comprises openings for the introduction of ends of tubes opening into the manifold. This portion, which forms a collector, is advantageously that which is provided with the outer edges. In another aspect, the invention relates to a heat exchanger comprising at least one tubular manifold as defined above, and a bundle of tubes opening into the manifold.

Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un échangeur de chaleur comprenant deux boîtes collectrices tubulaires en deux parties selon l'invention, l'échangeur de chaleur étant représenté à plat sur un tapis convoyeur; - la figure est une vue en coupe, à échelle agrandie, d'une des boîtes collectrices tubulaires selon la forme de réalisa tion de la figure 1; et - les figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe analogues à la figure 2 pour d'autres formes de réalisation de 'invention. On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente un échan geur de chaleur comprenant un faisceau 10, disposé entre deux boîtes collectrices tubulaires 12 et 14, qui peuvent être identiques ou différentes. Le faisceau 10 comprend une multiplicité de tubes plats 16 dont les extrémités respecti ves 18 et 20 débouchent dans les boîtes collectrices 12 et 14. Le faisceau 10 comprend en outre des ailettes de forme ondulée (non représenté) intercalées entre les tubes 16 pour augmenter la surface d'échange thermique. In the description which follows, made only by way of example, reference is made to the accompanying drawings, in which - FIG. 1 is a partial sectional view of a heat exchanger comprising two two-part tubular collecting boxes according to the invention. the heat exchanger being shown flat on a conveyor belt; FIG. 5 is a sectional view, on an enlarged scale, of one of the tubular manifolds according to the embodiment of FIG. 1; and FIGS. 3, 4 and 5 are sectional views similar to FIG. 2 for other embodiments of the invention. Referring first to FIG. 1, there is shown a heat exchanger comprising a bundle 10 disposed between two tubular manifolds 12 and 14, which may be the same or different. The bundle 10 comprises a multiplicity of flat tubes 16 whose respective ends 18 and 20 open into the manifolds 12 and 14. The bundle 10 further comprises corrugated fins (not shown) interposed between the tubes 16 to increase the heat exchange surface.

La boîte collectrice tubulaire 12 comprend deux parties de forme générale semi-cylindrique, que l'on peut aussi appeler coquilles, qui sont assemblées mécaniquement par encliqueta ge, avant d'être ensuite brasées. The tubular manifold 12 comprises two parts of generally semi-cylindrical shape, which may also be called shells, which are mechanically assembled by latching, before being subsequently brazed.

Ces deux parties comprennent une partie 22, appelée collec teur, qui reçoit les extrémités 18 des tubes une autre partie 24, appelée couvercle, qui vient fermer la partie 22 formant collecteur. These two parts comprise a part 22, called collector, which receives the ends 18 of the tubes another part 24, called cover, which closes the part 22 forming a collector.

La partie présente une section de forme sensiblement circulaire et elle se termine par deux bords extérieurs 26. Par ailleurs, cette partie 22 comporte une série d'ouvertures 28 aménagée pour recevoir chacune une extrémité 18 d'un tube 16. La partie 24 formant couvercle a une forme sensiblement en arc de cercle, et elle se termine par deux bords intérieurs 30 disposés en retrait vers l'intérieur et propres à être recouverts respectivement par les bords 26 de la partie 22. Les bords 26 de la partie 22 sont des bords longitudinaux qui sont sensiblement parallèles et, de même, les bords inté rieurs 30 de la partie 24 sont longitudinaux et parallèles entre eux. The portion has a substantially circular section and ends with two outer edges 26. In addition, this portion 22 comprises a series of openings 28 arranged to each receive an end 18 of a tube 16. The portion 24 forming a lid has a substantially circular arc shape, and it ends with two inner edges 30 set back inwards and adapted to be covered respectively by the edges 26 of the portion 22. The edges 26 of the portion 22 are edges longitudinals which are substantially parallel and, likewise, the inner edges 30 of the portion 24 are longitudinal and parallel to each other.

Les bords 26 sont destinés à recouvrir respectivement les bords 30 pour réaliser une liaison par encliquetage des parties 22 et 24 en vue d'une opération ultérieure d'assem blage par brasage. The edges 26 are intended to cover respectively the edges 30 to make a snap-fitting connection of the parts 22 and 24 for subsequent brazing assembly operation.

Dans l'exemple, l'échangeur de chaleur est représenté à plat sur un tapis convoyeur T qui s'étend horizontalement et qui est destiné à faire passer l'échangeur de chaleur dans un four approprié pour réaliser l'assemblage des différents composants de l'échangeur de chaleur. In the example, the heat exchanger is shown flat on a conveyor belt T which extends horizontally and which is intended to pass the heat exchanger in a suitable oven to achieve the assembly of the various components of the 'heat exchanger.

Comme on peut le voir sur la figure 1, la partie 24 formant couvercle est équipée, avant assemblage, d'une patte coudée 32, destinée ultérieurement à permettre la fixation de l'échangeur de chaleur sur un support, par exemple la structure d'un véhicule automobile. Cette patte 32 constitue un élément massif en porte-à-faux qui tend à charger la partie 24 et à la faire pivoter, pouvant conduire à un mauvais positionnement mutuel des bords intérieurs 30 et des bords extérieurs 26. As can be seen in FIG. 1, the portion 24 forming a cover is equipped, before assembly, with an angled tab 32, intended subsequently to allow the attachment of the heat exchanger to a support, for example the structure of a motor vehicle. This lug 32 constitutes a solid cantilevered element which tends to load the part 24 and to rotate it, possibly leading to a mutual misalignment of the inner edges 30 and the outer edges 26.

Pour remédier à cet inconvénient, et comme on va le voir maintenant sur la figure 2, l'invention prévoit que la boite collectrice tubulaire comprend des moyens de butée pour assurer un verrouillage des bords 26 et 30 dans la position d'encliquetage. To remedy this drawback, and as will now be seen in Figure 2, the invention provides that the tubular manifold comprises stop means for locking the edges 26 and 30 in the latching position.

Dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, on prévoit un moyen de butée pour chaque couple, bord intérieur 30-bord extérieur 26. Comme on le voit sur la figure 2, ce moyen de butée comprend un épaulement 34 formé sur une face externe 36 du bord intérieur 30. L'épaulement 34 procure une rainure à angle droit et forme butée pour une arête 38 qui est formée à l'extrémité d'une face interne 40 du bord extérieur 26 qui lui associé. In the embodiment of FIGS. 1 and 2, an abutment means is provided for each pair, inner edge 30 outer edge 26. As seen in Figure 2, this abutment means comprises a shoulder 34 formed on one side The shoulder 34 provides a right-angled groove and forms a stop for an edge 38 which is formed at the end of an inner face 40 of the outer edge 26 associated therewith.

Les deux moyens de butée permettent ainsi d'immobiliser les deux couples bord intérieur 30/bord extérieur 26, dans la position correcte d'encliquetage. I1 en résulte que, même sous l'effet du poids de la patte de fixation 32, la partie 24 formant couvercle ne risque pas de se déboîter et de se déplacer par rapport à sa position normale d'assemblage. The two stop means thus make it possible to immobilize the two pairs of inner edge 30 and outer edge 26 in the correct latching position. As a result, even under the effect of the weight of the bracket 32, the cover portion 24 is not likely to dislodge and move relative to its normal assembly position.

Dans forme de réalisation de la figure 3, le moyen de butée comprend une rainure 42 formée dans la face externe 36 du bord intérieur 30, cette rainure étant propre à recevoir une nervure 44 formée sur la face interne 40 du bord exté rieur 26 qui lui est associé. In an embodiment of FIG. 3, the stop means comprises a groove 42 formed in the outer face 36 of the inner edge 30, this groove being adapted to receive a rib 44 formed on the internal face 40 of the outer edge 26 which is associated.

La rainure 42 et la nervure 44 ont des formes homologues pour pouvoir coopérer par emboîtement. Dans l'exemple, la rainure 42 comporte un fond plat et deux faces latérales se raccordent perpendiculairement à ce fond plat. The groove 42 and the rib 44 have homologous shapes to be able to cooperate by interlocking. In the example, the groove 42 has a flat bottom and two lateral faces are connected perpendicularly to this flat bottom.

On se réfère maintenant à la figure 4 dans laquelle chaque moyen des butées comprend un épaulement 46 formé sur une face interne 48 d'un bord extérieur 26 et propre à recevoir une arête 50 formée à l'extrémité d'une face externe 52, du bord intérieur 30 qui lui est associé. L'épaulement 46 présente ici un profil à angle droit adapté au profil à angle droit de l'arête 50. Referring now to Figure 4 wherein each means stops comprises a shoulder 46 formed on an inner face 48 of an outer edge 26 and adapted to receive an edge 50 formed at the end of an outer face 52, the inner edge 30 associated with it. The shoulder 46 here has a right angle profile adapted to the right angle profile of the edge 50.

Dans la forme de réalisation de la figure 5, le moyen de butée comprend une face conformée 54 du tube qui est prévue pour venir en appui contre une face interne 56 du bord intérieur 30. Dans l'exemple, le tube 16 comprend, au niveau de son extrémité 18, deux faces conformées 54 propres à venir chacune en appui contre une face interne 56 d'un bord intérieur 30. In the embodiment of FIG. 5, the abutment means comprises a shaped face 54 of the tube which is intended to bear against an inner face 56 of the inner edge 30. In the example, the tube 16 comprises, at the level of FIG. its end 18, two shaped faces 54 each coming to bear against an inner face 56 of an inner edge 30.

Ces faces conformées 54 sont sensiblement parallèles entre elles et elles définissent une partie plus étroite du tube, dans le sens de sa largeur. Chacune des faces conformées 54 se raccorde par une partie 58 en chanfrein à un bord longitu dinal 60 du tube. These shaped faces 54 are substantially parallel to each other and they define a narrower part of the tube, in the direction of its width. Each of the shaped faces 54 is connected by a chamfered portion 58 to a longitudinal edge 60 of the tube.

I1 en résulte que lorsque l'extrémité 18 du tube 16 est introduite dans la partie 22 formant collecteur, elle vient verrouiller les deux bords intérieurs 30 de la partie 24 formant couvercle. De ce fait, ces deux parties sont ver rouillées entre elles dans la position d'encliquetage. As a result, when the end 18 of the tube 16 is introduced into the manifold portion 22, it locks the two inner edges 30 of the lid portion 24. As a result, these two parts are locked together in the latching position.

Dans les différentes formes de réalisation précitées, la boîte collectrice est en outre fermée à ses extrémités par des parois appropriées sont réunies aussi par brasage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemple et s'étend à d'autres variantes. Dans tous les cas, l'invention permet de garantir une immobilisation des deux parties de la boîte collectrice tubulaire dans la position d'encliquetage, donc la position d'assemblage. In the various embodiments mentioned above, the manifold is furthermore closed at its ends by appropriate walls which are also joined by brazing. Of course, the invention is not limited to the embodiments described above by way of example and extends to other variants. In all cases, the invention makes it possible to guarantee immobilization of the two parts of the tubular collecting box in the latching position, and therefore the assembly position.

Ces deux parties restent immobilisées en position correcte pendant tout le processus d'assemblage, y compris pendant le brasage, même si ces parties subissent une sollicitation mécanique, et en particulier si la partie formant couvercle est sollicitée par une patte de fixation ou analogue. These two parts remain immobilized in the correct position throughout the assembly process, including during brazing, even if these parts are subjected to mechanical stress, and in particular if the lid portion is urged by a bracket or the like.

L'invention trouve une application particulière à la réalisa tion d'échangeurs de chaleur pour véhicule automobile, et notamment pour des condenseurs de climatisation. The invention finds particular application to the realization of heat exchangers for a motor vehicle, and in particular for air conditioning condensers.

Ces échangeurs sont avantageusement réalisés en une matière à base d'aluminium et assemblés par brasage dans un four approprié.These exchangers are advantageously made of an aluminum-based material and assembled by soldering in a suitable oven.

Claims

Claims

1. tubular collector box for heat exchanger, comprising two parts of generally semi-cylindrical shape, one of which has two inner edges adapted to fit respectively in two outer edges of the other part to make a snap connection, characterized in that it comprises at least one abutment means (34, 38; 42, 44; 46, 50; 54) for mutually locking an inner edge (30) and an outer edge (26) in a latching position, which makes it possible to prevent any mutual displacement of the two parts (22, 24) for a subsequent assembly operation.

2. tubular collecting box according to claim 1, characterized in that the abutment means comprises a shoulder ment (34) formed on an outer face (36) of the inner edge (30) and adapted to receive a ridge (38) formed in end of an inner face (40) of the outer edge (26) associated.

Tubular collecting box according to claim 1, characterized in that the stop means comprises a groove (42) formed in an outer face (36) of the inner edge (30) and adapted to receive a rib (44) formed on a internal face of the outer edge (26) associated.

Tubular collecting box according to claim 1, characterized in that the abutment means comprises a shoulder (46) formed on an inner face (48) of an outer edge (26) and adapted to receive an end-shaped ridge. an outer face of the inner edge (30) associated.

Tubular collecting box according to claim 1, in which the part provided with the outer edges (26) forms a manifold into which the ends (18) of the tubes (16) of a bundle open, characterized in that the stop means comprises a shaped face (54) of the tube (16) adapted to bear against an inner face (56) of the inner edge (30).

6. tubular collector box according to one of claims 1 5, characterized in that it comprises two abutment means adapted to each lock an inner edge (30) and an outer edge (26).

7. tubular collector box according to one of claims 1 to 6, characterized in that the two parts, 24) are assembled by brazing.

Tubular collecting box according to one of Claims 1 to 7, characterized in that one of the parts comprises openings (28) for the introduction of ends (18) of tubes opening into the collecting box.

9. Heat exchanger comprising at least one tubular manifold (12) according to one of claims 1 to 8, and a tube bundle (16) opening into the manifold.