Brevet FR2567081A1 — publié le 19860110

L'invention concerne une conduite d'eau de chauffage pour une installation de chauffage ou de ventilation pour véhicules automobiles commandée par air et munie d'un échangeur de chaleur mobile, auquel est amené l'eau de refroidissement réchauffée d'un moteur à combustion interne, et qui peut être déplacé dans un flux d'air frais. Pour des installations de chauffage pour véhicules automobiles qui sont commandées par air, on peut obtenir un gain de place important en employant un échangeur de chaleur (auquel est amené l'eau de refroidissement réchauffé, et qui délivre la chaleur de cette dernière à l'air frais) disposé de manière à être déplaçable par rapport au flux d'air frais. Une telle disposition est par exemple décrite dans la demande de brevet allemand DE-32 11 148. Outre son faible encombrement, l'installation de chauffage décrite dans ce document présente des caractéristiques de réglage satisfaisantes. Toutefois, l'installation d'un échangeur de chaleur mobile pose le problème de son raccordement au circuit d'eau de refroidissement. Dans une installation de chauffage de ce type, l'échangeur de chaleur est installé au niveau de la planche de bord, c'est-à-dire du côté du compartiment pour passagers et non du côté du moteur. Pour des raisons de sécurité, il est donc souhaitable de ne pas relier l'échangeur de chaleur au circuit de refroidissement par des flexibles mobiles ou autres éléments similaires. De même, l'emploi de tuyaux cylindriques coulissant les uns dans les autres n'est pas souhaitable, pour des raisons d'encombrement. De plus, un tel système risque de rencontrer des problèmes d'étanchéité dus à l'encrassement. L'invention a pour objectif de configurer une conduite d'eau de chauffage du type mentionné en introduction de telle sorte que le raccordement de l'échangeur de chaleur au circuit de refroidissement soit, au moins du côté du compartiment pour passagers, suffisamment fiable, et qu'il ne puisse y avoir de problèmes d'étanchéité. Cet objectif est atteint en ce qu'un tuyau amenant l'eau de refroidissement réchauffée est relié du côté du compartiment pour passagers à l'échangeur de chaleur par l'intermédiaire d'au moins deux tronçons de tuyaux mobiles mais cependant rigides, et que ces tronçons de tuyaux sont reliés entre eux l'un en-dessous de l'autre, ainsi qu'au tuyau amenant l'eau de refroidissement et à l'échangeur de chaleur, par des articulations de tuyaux rotatives ayant des axes de rotation parallèles. Avec une telle conduite de chauffage, il n'est pas nécessaire d'employer des colliers de serrage, ce qui permet de répondre aux conditions de sécurité requises dans le compartiment pour passagers. Les problèmes d'étanchéité, qui risquent de se produire suite à l'encrassement lorsqu'on emploie des pièces coulissant les unes dans les autres, sont eux-aussi éliminés, attendu que les éléments d'étanchéité de l'articulation sont uniquement soumis à un mouvement de rotation, au cours duquel ils ne sont pas en contact avec l'air ambiant, et ne risquent donc pas d'être encrassés. La conduite d'eau de chauffage selon l'invention permet en outre un mode de construction particulièrement peu encombrant. Le retour de l'eau de refroidissement de l'échangeur de chaleur au circuit d'eau de refroidissement s'effectue par 11 intermédiaire d'une conduite d'eau de chauffage correspondante, les deux conduites étant disposées de préférence l'une au-dessus de l'autre. Dans la forme de réalisation la plus simple de la conduite selon l'invention, le tuyau amenant l'eau de refroidissement réchauffée est assemblé par l'intermédiaire d'une articulation rotative à un premier tronçon de tuyau mobile. Ce premier tronçon de tuyau est lui-même relié par l'intermédiaire d'une articulation rotative à un deuxième tronçon de tuyau mobile, lequel est relié à l'échangeur de chaleur, à nouveau par l'intermédiaire d'une articulation rotative. Il est donc prévu au total dans cette forme de réalisation trois articulations rotatives. Il est bien sûr également possible de prévoir plus de deux tronçons de tuyaux mobiles, et donc plus de trois articulations rotatives. L'articulation de tuyau qui se trouve du côté de l'échangeur de chaleur peut être par exemple montée sur un tuyau raccordé à l'échan geur de chaleur. Toutefois, afin d'assurer un encombrement minimal, il est recommandé de monter directement cette articulation sur le corps de l'échangeur de chaleur, et plus précisément sur la boite à eau de ce dernier. Selon une nouvelle configuration avantageuse de l'invention, les tronçons de tuyaux mobiles sont coudés à leurs extrémités vers les articulations de tuyaux. Ceci présente l'avantage de pouvoir adapter aisément la conduite d'eau de chauffage-aux conditions d'installation données, attendu notamment que l'orientation du coudage des parties finales peut être choisie à volonté. Les trois articulations de tuyaux mobiles doivent présenter des caractéristiques d'étanchéité satisfaisantes, tout en bougeant facilement et en étant de réalisation économique. Il existe plusieurs possibilités de réalisation d'une articulation de tuyau satisfaisant à ces exigences. Un mode de réalisation avantageux prévoit que chaque articulation de tuyau rotative soit constituée d'un réceptacle affecté à un premier tronçon ou raccord de tuyau et qui présente une rainure circulaire interne ayant de préférence une section en forme de demi-cercle, ainsi que d'un bourrelet circulaire affecté à un deuxième tronçon ou raccord de tuyau et qui s'engage dans la rainure circulaire du premier tronçon ou raccord de tuyau. Une telle articulation de tuyau se distingue par sa structure particulièrement simple. L'étanchéité peut être assurée de manière simple à l'aide d'un joint torique, qui est inséré dans un évidement lui-aussi circulaire du réceptacle, et qui s'appuie sur le bourrelet circulaire du deuxième tronçon ou raccord de tuyau. En outre, le deuxième tronçon ou raccord de tuyau peut avantageusement présenter au niveau du réceptacle (18) un collet circulaire, de sorte que les deux tronçons ou raccords de tuyaux ne risquent pas de se coincer l'un dans l'autre. Avec ce mode de réalisation, la conduite d'eau de chauffage se développe au niveau de l'articulation perpendiculairement au plan de rotation de cette dernière. Selon un autre mode de réalisation opportun, chaque articulation de tuyau rotative présente un pot cylindrique ou autre élément similaire assemblé à un premier tronçon ou raccord de tuyau, le premier tronçon ou raccord de tuyau débouchant dans ce pot au niveau du corps du cylindre, et le pot présente une fente s'étendant dans le sens circonférentiel et à travers laquelle pénètre un deuxième tronçon ou raccord de tuyau qui est assemblé en force ou mécaniquement à une manchette montée en rotation à l'intérieur du pot. Avec ce mode de réalisation, la conduite d'eau de chauffage se développe au niveau de l'articulation rotative dans le plan de rotation de cette dernière. Ce mode de réalisation se distingue par ses caractéristiques-d'étanchéité optimales. Il est opportun que le deuxième tronçon ou raccord de tuyau soit assemblé mécaniquement à la manchette. Une nouvelle configuration simple et avantageuse prévoit alors que le deuxième tronçon ou raccord de tuyau soit doté d'un bourrelet circulaire qui s'engage dans des évidements correspondants de la manchette. On obtient ainsi de manière simple un assemblage mécanique du deuxième tronçon ou raccord de tuyau avec la manchette. Cet assemblage mécanique peut être encore amélioré en prévoyant deux bourrelets circulaires ou plus, ou encore en employant un bourrelet circulaire présentant une section en forme de cran ou de crochet. La manchette est réalisée de préférence en un matériau élastomère, qui d'une part assure une étanchéification élastique suffisante, et d'autre part présente des caractéristiques de friction favorables. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, laquelle présente à l'aide du dessin annexé des exemples préférentiels de réalisation de l'invention. Le dessin montre à la figure 1 la vue de dessus d'une conduite d'eau de chauffage selon l'invention, à la figure 2 une vue dans le sens de la flèche Il de la figure 1, à la figure 3 un autre exemple de réalisation de la conduite d'eau de chauffage selon l'invention, à la figure 4 une vue en coupe à travers une partie d'une conduite d'eau de chauffage, où l'on distingue la structure des articulations de tuyau rotatives, à la figure 5 la vue d'une autre forme de réalisation d'une arti culation de tuyau rotative, à la figure 6 une vue en coupe selon UI-VI à travers l'articulation de tuyau selon la figure 5, à la figure 7 une vue dans le sens de la flèche VII de la figure 6, et aux figures 8 et 9 des modes de réalisation de bourrelets sur des tuyaux qui, employés avec l'articulation selon la figure 6, sont assemblés mécaniquement à une manchette. A la figure 1, la référence 1 désigne le tablier d'auvent, qui sépare le compartiment-moteur du compartiment pour les passagers. Le côté compartiment-moteur est désigné par 2 et le côté compartiment passagers par 3. Un tuyau 5 doté d'un coude 4 débouche du compartiment-moteur dans le compartiment pour passagers. Du côté du compartiment-moteur, il est relié par l'intermédiaire d'un flexible 6 au circuit d'eau de refroidissement d'un moteur à combustion interne, de l'eau de refroidissement réchauffée lui étant amenée dans le sens de la flèche A. La référence 7 désigne un échangeur de chaleur qui est monté de manière non représentée ici au niveau de la planche de bord du véhicule automobile. Cet échangeur de chaleur peut être déplacé dans le sens de la double flèche B ; il peut alors être amené dans un flux d'air frais non représenté ici. Ce déplacement de l'échangeur de chaleur permet de commander l'installation de chauffage et de ventilation de manière très efficace et très peu encombrante. Du fait de la mobilité de l'échangeur de chaleur 7, il faut prévoir une conduite d'amenée d'eau de chauffage qui soit elle-aussi mobile. A cet effet, le coude 4 du tuyau 5 est assemblé par l'intermédiaire d'une articulation de tuyau rotative 8 au coude 9 d'un tronçon de tuyau mobile 10. L'autre extrémité du tuyau 10 se termine également par un coude ll (qui est ici coudé dans le sens opposé du coude 9), qui est relié à une deuxième articulation de tuyau rotative 12. Cette dernière est elle-même reliée au coude 13 d'un deuxième tronçon de tuyau mobile 14. L'autre extrémité de ce tronçon de tuyau présente à nouveau un coude 15, qui est relié à une troisième articulation de tuyau rotative 16. Cette troisième articulation de tuyau est montée sur la boîte à eau 17 du radiateur 7.Les axes de rotation 8a, 12a, 16a de ees articulations rotatives 8, 12, 16 sont parallèles les uns aux autres. La figure 2 présente une vue dans le sens de la flèche Il de la figure 1. On y distingue les mouvements effectués par les tronçons de tuyaux lors d'un déplacement de l'échangeur de chaleur dans le sens de la double flèche B. L'articulation de tuyau 12 est déplacée dans le sens de la double flèche C, tandis que les trois articulations accomplissent des mouvements rotatifs, respectivement dans le sens des flèches D,D', E,E' ou F,F'. Par rapport à l'emploi de colliers de serrage, une telle conduite d'eau de chauffage garantit une sécurité suffisante dans le compartiment pour passagers. En outre, elle remplit les conditions requises en matière d'étanchéité, et elle peut théoriquement être adaptée sans difficultés à de quelconques conditions d'encombrement. Ceci est particulièrement mis en évidence a la figure 1, où l'on constate que le choix de l'orientation du coudage des parties finales des tronçons de tuyaux mobiles permet de décaler latéralement à volonté la conduite d'eau de chauffage. La figure 3 présente une autre forme de réalisation de l'invention. Les références numériques des pièces correspondantes selon les figures 1 et 2 sont ici affectées d'un accent ('). Avec cette forme de réalisation, le mouvement de rotation des articulations de tuyaux s'effectue dans un plan décalé de 900 par rapport à la forme de réalisation selon les figures 1 et 2. Les tronçons de tuyaux peuvent théoriquement être dotés de coudes comme à la figure 1 ; mais ils peuvent également être droits, avec une configuration alors légèrement modifiée des articulations de tuyaux rotatives. La figure 4 présente en vue en coupe la configuration d'une partie de la conduite d'eau de chauffage selon la figure 1. On y distingue en particulier la structure des articulations de tuyaux rotatives, que nous expliciterons sur l'exemple de l'articulation 16. Un réceptacle 18 est formé sur la boîte à eau 17 de l'échangeur de chaleur 7. Ce réceptacle présente une rainure circulaire interne dont la section a la forme d'un demi-cercle, et dans laquelle s'engage un bourrelet circulaire 19 formé sur le pourtour externe du tronçon de tuyau 14. La combinaison de la rainure et du bourrelet permet ainsi la rotation du tronçon de tuyau 14 par rapport à l'échangeur de chaleur. Le réceptacle 18 présente en outre un évidement adjacent à la rainure circulaire et lui-aussi circulaire, dans lequel est inséré un joint torique 20.Ce joint torique s'appuie également sur le bourrelet, et assure ainsi l'étanchéité de l'articulation de tuyau. Un collet circulaire 21 formé sur le pourtour externe du tronçon de tuyau 14 empêche que l'articulation de tuyau ne se coince. L'articulation de tuyau 12, de même que l'articulation de tuyau 8 non présentée a la figure 4, ont une structure analogue à l'articulation de tuyau 16. Les figures 5 à 7 présentent une autre forme de réalisation de l'articulation de tuyau rotative. Ces figures présentent l'assemblage des deux tronçons de tuyaux 10' et 14' selon la figure 3, en vue de dessus à la figure 5, en vue en coupe selon VI-VI de la figure 5 à la figure 6, et en vue selon la flèche VII de la figure 6 à la figure 7. Les articulations rotatives 8' et 16' peuvent être configurés de manière analogue. Un pot cylindrique 22 est formé sur le tronçon de tuyau 10', le tronçon de tuyau 101 débouchant dans ce pot au niveau du corps du cylindre. Le tronçon de tuyau 14' pénètre à travers une fente 23 s'étendant dans le sens circonférentiel. A l'intérieur du pot 22, on a disposé une manchette 24 réalisée en un matériau élastomère, qui peut tourner par rapport au pot. Le tuyau 14' est assemblé mécaniquement à la manchette ; à cet effet, le tuyau 14' présente un bourrelet circulaire 25 qui s'engage dans un évidement correspondant de la manchette. Le tuyau 14' peut ainsi pivoter conjointement avec la manchette 24 dans le pot 22, comme le suggère la double flèche G a la figure 5. Le tuyau 14' prend alors les positions dessinées en pointillés. La manchette est ouverte en direction du tuyau 10', de sorte que l'eau de refroidissement réchauffée peut s'écouler sans entraves à travers l'articulation de tuyau. Avec cette forme de réalisation de l'articulation de tuyau, l'eau de refroidissement réchauffée s'écoule dans le sens du plan de rota tion. Il ne faut donc pas doter les tronçons de tuyaux mobiles ou encore les raccords de tuyaux de coudes ou autres éléments similaires. L'assemblage mécanique entre le tuyau 14' et la manchette peut être amélioré si, comme le montre la figure 8, on prévoit plusieurs bourrelets 26, 27, ou encore si, comme le montre la figure 9, on emploie un bourrelet 28 en forme de cran ou de crochet. Le retour de l'eau de l'échangeur de chaleur au circuit d'eau de refroidissement peut recevoir une structure similaire à celle- de la conduite d'amenée de 11 eau de chauffage. Les deux conduites sont de préférence disposées l'une au-dessus de l'autre. L'échangeur de chaleur 7 est doté de crémaillères (non représentées) sur lesquelles engrènent des roues dentées montées en rotation. Ces roues dentées sont reliées à des organes de commande du chauffage qui sont disposés dans l'habitacle du véhicule. La rotation de ces roues dentées entraîne un déplacement longitudinal de l'échangeur de chaleur. L'échangeur de chaleur est ainsi déplacé dans le sens de la double flèche B. Si l'échangeur de chaleur, dans la représentation selon la figure 1, est déplacé vers la gauche, il se déplace dans le flux d'air frais (non représenté), de sorte que l'air frais est réchauffé. Si par contre l'échangeur de chaleur est déplacé à fond vers la droite, il ne pénètre plus dans le flux d'air frais, de sorte que l'air frais n'est plus réchauffé. REVENDICATIONS 1. Conduite d'eau de chauffage pour une installation de chauffage ou de ventilation pour véhicules automobiles commandée par air et munie d'un échangeur de chaleur mobile, auquel est amené l'eau de refroidissement réchauffée d'un moteur à combustion interne et qui peut être déplacé dans un flux d'air frais, caractérisée en ce qu'un tuyau (5) amenant l'eau de refroidissement réchauffée est relié du côté du compartiment pour passagers à l'échangeur de chaleur (7) par l'intermédiaire d'au moins deux tronçons de tuyaux (10, 14 ; 10', 14') mobiles mais cependant rigides, et que ces tronçons de tuyaux (10, 14 10', 14') sont reliés entre eux l'un en-dessous de l'autre, ainsi qu'au tuyau (5) amenant l'eau de refroidissement et à l'échangeur de chaleur (7), par des articulations de tuyaux rotatives (8, 12, 16 ; 8', 12', 16') ayant des axes de rotation (8a, 12a, 16a) parallèles. 2. Conduite d'eau de chauffage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'articulation de tuyau (16 ; 16') qui se trouve du côté de l'échangeur de chaleur est montée directement sur le corps de l'échangeur de chaleur (7), et plus précisément sur la boîte à eau (17) de ce dernier. 3. Conduite d'eau de chauffage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les tronçons de tuyaux mobiles (10, 14 ; 10', 14') sont coudés à leurs extrémités vers les articulations de tuyaux (8, 12, 16 t 8', 12', 16'). 4. Conduite d'eau de chauffage selon l'urs auinoùis des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque articulation de tuyau rotative (16 par exemple) est constituée d'un réceptacle (18) affecté à un premier tronçon ou raccord de tuyau et qui présente une rainure circulaire interne ayant de préférence une section en forme de demi-cercle, ainsi que d'un bourrelet (19) circulaire affecté à un deuxième tronçon (14) ou raccord de tuyau et qui s'engage dans la rainure circulaire du premier tronçon ou raccord de tuyau. 5. Conduite d'eau de chauffage selon la revendication 4, caractérisée en ce que le réceptacle (18) présente un évidement circulaire interne, adjacent à la rainure circulaire, et qui loge un joint d'étanchéité (po). 6. Conduite d'eau de chauffage selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que le deuxième tronçon (14) ou raccord de tuyau présente au niveau du réceptacle (18) un collet circulaire (21). 7. Conduite d'eau de chauffage selon l'une au trins des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque articulation de tuyau rotative (12') présente un pot cylindrique (22) ou autre élément similaire assemblé à un premier tronçon (10') ou raccord de tuyau, le premier tronçon (10') ou raccord de tuyau débouchant dans ce pot (22) au niveau du corps du cylindre, et que le pot (22) présente une fente (23) s'étendant dans le sens circonférentiel et à travers laquelle pénètre un deuxième tronçon (14') ou raccord de tuyau qui est assemblé en force ou mécaniquement à une manchette (24) montée en rotation à l'intérieur du pot (22). 8. Conduite d'eau de chauffage selon la revendication 7, où le deuxième tronçon ou raccord de tuyau est assemblé mécaniquement à la manchette, caractérisée en ce que le deuxième tronçon (14') ou raccord de tuyau est doté d'un bourrelet circulaire (25) qui s'engage dans des évidements correspondants de la manchette (24). 9. Conduite d'eau de chauffage selon la revendication 8, caractérisée en ce que le deuxième tronçon (14') ou raccord de tuyau est muni de deux bourrelets circulaires (26, 27). 10. Conduite d'eau de chauffage selon la revendication 8 ou 9, caractérisée en ce que le bourrelet circulaire (28) présente une section en forme de cran ou de crochet. 11. Conduite d'eau de chauffage selon l'une au mDms des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que la manchette (24) est réalisée en un matériau élastomère.