FR2927414A1 - Collecting box for e.g. engine cooling liquid radiator, in motor vehicle, has cover partially closing box via foot, when cover is fixed with plate, and sealing ring contacting tubes, where foot has width that is equal to width of ring - Google Patents
Collecting box for e.g. engine cooling liquid radiator, in motor vehicle, has cover partially closing box via foot, when cover is fixed with plate, and sealing ring contacting tubes, where foot has width that is equal to width of ring Download PDFInfo
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Abstract
Description
Boîte collectrice à plaque collectrice sans qorqe L'invention se rapporte au domaine des échangeurs de chaleur, en particulier pour véhicules automobiles. 5 L'invention concerne plus spécifiquement une boîte collectrice montée sur un échangeur de chaleur, tel qu'un radiateur pour liquide de refroidissement moteur ou un radiateur d'air de suralimentation. Ce type de radiateurs 10 utilise classiquement des tubes et des intercalaires disposés entre les tubes pour le faisceau d'échange de chaleur tandis que la boîte collectrice comprend au moins deux parties, l'une formant la plaque collectrice destinée à réceptionner et fixer les extrémités des tubes du 15 faisceau d'échange et l'autre formant le couvercle destiné à venir se fixer sur la plaque collectrice pour fermer au moins partiellement la boîte collectrice. The invention relates to the field of heat exchangers, in particular for motor vehicles. The invention more specifically relates to a manifold mounted on a heat exchanger, such as a radiator for engine coolant or a charge air cooler. This type of radiator 10 conventionally uses tubes and spacers arranged between the tubes for the heat exchange bundle while the manifold comprises at least two parts, one forming the manifold plate for receiving and fixing the ends of the tubes. tubes of the exchange beam and the other forming the cover intended to be fixed on the header plate to at least partially close the manifold.
Les boîtes collectrices sont généralement de deux types, à 20 savoir du type tout métallique ou du type doté d'un couvercle en plastique. Le type de boîte collectrice tout métallique présente un certain nombre d'avantages par rapport au type de boîte collectrice à couvercle en plastique lequel nécessite la fixation d'un moyen 25 d'étanchéité, classiquement un joint d'étanchéité élastique, pour assurer une liaison parfaitement étanche entre le couvercle et la plaque collectrice. The manifolds are generally of two types, ie all-metal type or type with a plastic cover. The all-metal manifold type has a number of advantages over the type of plastic-lined manifold which requires the attachment of a sealing means, typically a resilient seal, to provide a connection. perfectly sealed between the cover and the collector plate.
La plaque collectrice comporte une gorge ou rainure 30 destinée à placer et positionner le joint d'étanchéité. Ensuite, le couvercle est positionné sur le joint d'étanchéité puis, classiquement, on procède à un sertissage de la plaque collectrice, par exemple par l'intermédiaire de dents situées sur la périphérie de la plaque collectrice. The header plate has a groove or groove 30 for placing and positioning the seal. Then, the lid is positioned on the seal and then, conventionally, the collector plate is crimped, for example by means of teeth located on the periphery of the header plate.
Néanmoins, en particulier pour diminuer les dimensions de la boîte collectrice, certaines plaques collectrices ne disposent pas de gorge ou rainure pour faciliter notamment le positionnement et le maintien en place du joint d'étanchéité. Cette plaque collectrice sans gorge ou rainure est divulguée et décrite dans le document 10 EP 1702191 déposé par la demanderesse. Nevertheless, in particular to reduce the dimensions of the manifold, some collector plates do not have groove or groove to facilitate in particular the positioning and the maintenance in place of the seal. This collector plate without groove or groove is disclosed and described in EP 1702191 filed by the Applicant.
Dans ce dernier type de plaque collectrice, on connaît le document FR 2867553 qui divulgue un moyen de tenir le moyen d'étanchéité en position sur le couvercle. Ce faisant, 15 cette solution nécessite un pied de couvercle relativement large qui augmente d'autant la largeur de la boîte collectrice. In the latter type of collector plate, document FR 2867553 is known which discloses a means of holding the sealing means in position on the cover. In doing so, this solution requires a relatively wide lid foot which increases the width of the manifold by as much.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients des 20 boîtes collectrices, du type plaque collectrice / couvercle / joint d'étanchéité sans gorge ou rainure, de l'art antérieur en proposant une solution pour diminuer la largeur de la boîte collectrice. The present invention aims to overcome the disadvantages of slip boxes, the type of header plate / cover / seal without groove or groove, of the prior art by providing a solution to reduce the width of the manifold.
25 Ainsi, l'invention consiste en une boîte collectrice pour échangeur de chaleur, comportant : - au moins une partie dite plaque collectrice destinée, grâce à des ouvertures ou collets, à la fixation d'une pluralité de tubes ou analogues dans lesquels circule au 30 moins un fluide, et s'étendant suivant une surface plane ; - au moins une partie dite couvercle destinée à fermer, via le pied de couvercle, au moins en partie ladite boîte collectrice, lors de sa fixation avec ladite plaque collectrice, ainsi qu' - un moyen d'étanchéité élastique disposé sur la plaque collectrice, caractérisée en ce que la largeur du pied de couvercle est au plus égale à la largeur du moyen d'étanchéité. Thus, the invention consists of a header box for a heat exchanger, comprising: at least one so-called collecting plate part, intended by means of openings or collars, for fixing a plurality of tubes or the like in which circulates at At least one fluid, and extending along a flat surface; at least one so-called lid part intended to close, at least partly, said cover box, via the cover base, when it is fastened to said collecting plate, as well as an elastic sealing means disposed on the collector plate; characterized in that the width of the lid base is at most equal to the width of the sealing means.
On entend par l'expression surface plane relative à la plaque collectrice le fait que cette plaque collectrice s'étend suivant une surface unique plane, à l'exception des collets qui sont classiquement protubérants, en particulier au niveau de sa périphérie de sorte que la plaque collectrice ne présente aucune gorge, renforcement, rainure ou analogue, classiquement utilisé pour loger le moyen d'étanchéité (classiquement un joint élastique) et qui présente également la fonction de renforcer la plaque collectrice lors du sertissage des dents ou analogues de cette dernière afin de fixer le couvercle à la plaque collectrice. The expression flat surface relative to the collector plate means that this collector plate extends along a single flat surface, with the exception of collars which are conventionally protruding, in particular at its periphery so that the collector plate has no groove, reinforcement, groove or the like, conventionally used to house the sealing means (conventionally an elastic seal) and which also has the function of reinforcing the collector plate during crimping of the teeth or the like of the latter in order to attach the cover to the header plate.
On notera également que l'expression largeur ou épaisseur/hauteur du moyen d'étanchéité s'entend du moyen d'étanchéité lorsque celui-ci est au repos, sans déformation élastique ou plastique. It will also be noted that the expression width or thickness / height of the sealing means means the sealing means when the latter is at rest, without elastic or plastic deformation.
On entend par l'expression pied de couvercle la partie inférieure du couvercle venant appuyer sur le joint d'étanchéité (face inférieure du pied de couvercle, protubérance axiale comprise) et qui coopère avec la plaque collectrice pour se fixer, classiquement grâce à des dents de sertissage présentes sur la périphérie ou le pourtour de la plaque collectrice et qui sont rabattues, lors du sertissage, sur le pied de couvercle. Sur la figure 2, on a représenté visible le pied de couvercle 5 dans toute sa largeur ainsi que le couvercle 10 lui-même, qui s'étire au-dessus du pied de couvercle, afin de bien présenter ce que représente le pied de couvercle 5 par rapport au couvercle 10 et distinguer leurs dimensions respectives. The expression "cover foot" is understood to mean the lower part of the cover that presses on the seal (lower face of the cover base, axial protuberance included) and which cooperates with the collector plate to fix itself, conventionally thanks to teeth. crimping present on the periphery or the periphery of the collector plate and which are folded, during crimping, on the base of cover. In Figure 2, there is shown visible the cover foot 5 in its entire width and the cover 10 itself, which stretches above the base of the lid, to properly present what represents the foot of cover 5 relative to the cover 10 and distinguish their respective dimensions.
D'autres aspects avantageux de l'invention sont présentés ci-après : - le pied de couvercle présente une partie protubérante s'étendant axialement ; - la longueur de la partie protubérante est inférieure à la hauteur ou l'épaisseur du joint d'étanchéité ; - le moyen d'étanchéité et le pied de couvercle présentent des formes respectives complémentaires de sorte que le pied de couvercle est disposé sans contact direct avec la plaque collectrice ; - le moyen d'étanchéité consiste en joint d'étanchéité à propriété élastique et/ou plastique ; - le moyen d'étanchéité est maintenu, avec ou sans tension, contre les extrémités des tubes protubérants par rapport à 15 la plaque collectrice ; - selon un aspect avantageux de l'invention, le pas de tube, ou la distance au centre entre deux collets contigus de la plaque collectrice, est compris entre 5 et 8 mm ; - selon un aspect particulièrement avantageux de 20 l'invention, le moyen d'étanchéité est en contact avec le tube. Ainsi, on améliore très significativement l'étanchéité au niveau de la liaison entre la plaque collectrice et le couvercle. Other advantageous aspects of the invention are presented below: the cover foot has a protruding part extending axially; the length of the protruding part is less than the height or the thickness of the seal; - The sealing means and the cover foot have complementary respective shapes so that the cover foot is arranged without direct contact with the collector plate; the sealing means consists of an elastic and / or plastic property seal; the sealing means is held, with or without tension, against the ends of the protruding tubes with respect to the collector plate; according to an advantageous aspect of the invention, the pitch of the tube, or the distance at the center between two contiguous collars of the collecting plate, is between 5 and 8 mm; according to a particularly advantageous aspect of the invention, the sealing means is in contact with the tube. Thus, very significantly improves the seal at the connection between the header plate and the cover.
25 L'invention permet un gain substantiel en largeur de la boîte collectrice, au moins plusieurs millimètres (mm) (de l'ordre de 3 à 8 mm), ce qui permet de gagner en compacité de façon exceptionnelle, tout en conservant, voire en améliorant, la qualité de la liaison entre le couvercle et 30 la plaque collectrice. The invention allows a substantial gain in width of the manifold, at least several millimeters (mm) (of the order of 3 to 8 mm), which allows to gain compactness in an exceptional manner, while maintaining or by improving the quality of the connection between the lid and the header plate.
L'invention trouve son application tant pour les échangeurs de chaleur brasé que pour les échangeurs de chaleur dits mécanique dans lesquels les éléments de la boîte collectrice, à savoir classiquement la plaque collectrice et le couvercle, sont fixés entre eux de façon définitive par un moyen mécanique, par exemple le sertissage, le clampage ou autres. On notera que l'échangeur de chaleur dit brasé n'utilise pas d'étapes de fixation mécaniques pour sa réalisation mais pour l'ultime étape de fixation entre eux des différents éléments de la boîte collectrice. The invention finds its application both for brazed heat exchangers and for so-called mechanical heat exchangers in which the elements of the manifold, namely conventionally the header plate and the lid, are fixed between them definitively by means mechanical, for example crimping, clamping or others. It will be noted that the so-called brazed heat exchanger does not use mechanical fixing steps for its implementation but for the final step of fixing between them the various elements of the header.
L'invention concerne également un échangeur de chaleur brasé, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes ou analogues dont les extrémités sont respectivement fixées à deux boîtes collectrices, caractérisé en ce que les deux boîtes collectrices sont telles qu'énoncées ci-dessus. L'invention concerne également un échangeur de chaleur, en particulier pour véhicules automobiles, comportant un faisceau d'échange de chaleur constitué par une pluralité de tubes ou analogues dont les extrémités sont respectivement fixées à deux boîtes collectrices, les éléments constituant ladite boîte collectrice sont fixés mécaniquement les uns aux autres, caractérisé en ce que les 25 deux boîtes collectrices sont telles qu'énoncées ci-dessus. The invention also relates to a brazed heat exchanger, in particular for motor vehicles, comprising a heat exchange bundle constituted by a plurality of tubes or the like whose ends are respectively fixed to two manifolds, characterized in that the two collector boxes are as stated above. The invention also relates to a heat exchanger, in particular for motor vehicles, comprising a heat exchange bundle consisting of a plurality of tubes or the like whose ends are respectively fixed to two manifolds, the elements constituting said manifold are mechanically attached to each other, characterized in that the two manifolds are as stated above.
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : In the description which follows, made only by way of example, reference is made to the appended drawings, in which:
30 - la figure 1 est une coupe schématique illustrant une plaque collectrice et un pied de couvercle de l'art antérieur ; - la figure 2 est une coupe schématique illustrant une plaque collectrice et le pied de couvercle selon l'invention. Figure 1 is a schematic section illustrating a header plate and a cover foot of the prior art; - Figure 2 is a schematic section illustrating a header plate and the cover foot according to the invention.
La figure 1 présente une plaque collectrice 1 de l'art antérieur. Elle comprend tous les éléments présents dans l'invention, à savoir un couvercle, plus exactement un pied de couvercle 2, une plaque collectrice plane 1, c'est-à-dire sans gorge, rainure ou analogue et enfin une extrémité de tube 3. On notera que sur les deux figures annexées, on a réalisé une ligne de coupe X'X, située sensiblement au milieu de l'axe de la plaque collectrice 1 et 4, de manière à présenter sensiblement à l'échelle les parties intéressantes, dans l'art antérieur et dans l'invention, à savoir le pied de couvercle 2 et 5, les extrémités latérales de la plaque collectrice 1 et 4 et le joint d'étanchéité 6 et 7. Figure 1 shows a collector plate 1 of the prior art. It comprises all the elements present in the invention, namely a cover, more exactly a cover foot 2, a flat collector plate 1, that is to say without groove, groove or the like and finally a tube end 3 It will be noted that in the two appended figures, a section line X'X, located substantially in the middle of the axis of the collector plate 1 and 4, has been made in such a way as to substantially scale the parts of interest, in the prior art and in the invention, namely the cover foot 2 and 5, the lateral ends of the header plate 1 and 4 and the seal 6 and 7.
On note clairement dans la solution de l'art antérieur que la largeur du pied de couvercle 2 est supérieure à la largeur du joint d'étanchéité 6. Par ailleurs, ce pied de couvercle 2 comporte une partie 8 protubérante axialement. Cette partie 8 protubérante axialement présente une longueur sensiblement égale à la hauteur ou l'épaisseur de joint d'étanchéité 6 de sorte que lors de l'écrasement du joint d'étanchéité 6 par le pied de couvercle 2, cette partie protubérante 8 peut venir en contact direct avec la plaque collectrice 1. Par ailleurs, cette partie protubérante 8 a pour fonction secondaire d'isoler le tube 3 du joint d'étanchéité 6. It is clearly noted in the solution of the prior art that the width of the cover foot 2 is greater than the width of the seal 6. Furthermore, this cover foot 2 has a portion 8 protruding axially. This axially protruding portion 8 has a length substantially equal to the height or the thickness of the seal 6 so that when the seal 6 is crushed by the cover foot 2, this protruding part 8 can come in direct contact with the collector plate 1. Moreover, this protruding part 8 has the secondary function of insulating the tube 3 of the seal 6.
Dans l'invention, représentée sur la figure 2, suite à une découverte surprenante, il a été constaté qu'il était avantageux de disposer le joint d'étanchéité 7 entre le pied de couvercle 5 et la plaque collectrice 4, le joint d'étanchéité 7 étant par ailleurs en contact avec le ou les tube(s) 3. En effet, Il a été observé que dans cette réalisation, la fonction d'étanchéité fournie par le joint d'étanchéité 7 est assurée de façon optimale. Par ailleurs, et ceci est l'objet principal de la présente invention, en réalisant un pied de couvercle 5 dont la largeur est au plus égale à la largeur du joint d'étanchéité 7, le gain en largeur de la boîte collectrice (ou de la plaque collectrice 4 et du couvercle, non représenté sur les figures annexées) est notable, de l'ordre de quelques millimètres (de 3 à 5 mm), tout en améliorant la liaison entre le couvercle 5 et la plaque collectrice 4, c'est-à- dire en particulier en améliorant de façon très significative l'étanchéité de leurs liaisons. In the invention, shown in Figure 2, following a surprising discovery, it was found that it was advantageous to arrange the seal 7 between the cover foot 5 and the collector plate 4, the seal of sealing 7 is also in contact with the tube (s) 3. In fact, it has been observed that in this embodiment, the sealing function provided by the seal 7 is provided optimally. Furthermore, and this is the main object of the present invention, by producing a cover foot 5 whose width is at most equal to the width of the seal 7, the gain in width of the manifold (or the collector plate 4 and the cover, not shown in the accompanying figures) is notable, of the order of a few millimeters (3 to 5 mm), while improving the connection between the cover 5 and the collector plate 4, c ' that is to say, in particular by improving very significantly the tightness of their connections.
Par ailleurs, le pied de couvercle 5 comporte, à l'instar de la réalisation de l'art antérieur, une partie protubérante 9 qui présente des dimensions particulières, choisies pour satisfaire l'objet de l'invention. Ainsi, cette partie 9 présente une =Longueur inférieure à la hauteur du joint d'étanchéité 7, ce qui contribue entre autre disposition à ce qu'il n'y ait pas, dans l'invention, un contact direct entre le pied de tube 5 et la plaque collectrice 4 et qu'entre ces deux éléments 4 et 5 est toujours présent le joint d'étanchéité 7. Moreover, as with the embodiment of the prior art, the cover foot 5 comprises a protruding part 9 which has particular dimensions chosen to satisfy the object of the invention. Thus, this portion 9 has a length = less than the height of the seal 7, which contributes, among other things, to the fact that there is not, in the invention, a direct contact between the tube foot 5 and the collector plate 4 and between these two elements 4 and 5 is always present the seal 7.
Les figures illustrent ce gain en largeur de la boîte collectrice (également dénommée parfois collecteur ) car on y visualise par les lignes L1L1 et L2L2, les dimensions de la boîte collectrice de l'art antérieur à comparer avec les dimensions de la boîte collectrice de l'invention. The figures illustrate this gain in width of the manifold (also sometimes called collector) because it is shown by lines L1L1 and L2L2, the dimensions of the collector box of the prior art to compare with the dimensions of the collector box of the 'invention.
La fixation du couvercle, non représenté sur les figures annexées, à la plaque collectrice 4 est réalisée de manière parfaitement connue et maîtrisée par l'homme du métier, par exemple à l'aide de dents prévues à cet effet sur la plaque collectrice 4 pour être serties sur les bords du couvercle. Fixing the lid, not shown in the accompanying figures, to the collector plate 4 is made in a manner that is perfectly known and controlled by those skilled in the art, for example by means of teeth provided for this purpose on the collector plate 4 for be crimped on the edges of the lid.
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