Brevet FR2585635A1 — publié le 19870206

"Générateur de chaleur pour véhicule automobile" L'invention se rapporte à un générateur de chaleur pour véhicule automobile, plus particulièrement adapté pour fournir un chauffage d'appoint à l'habitacle du véhicule et/ou atteindre et entretenir une température de fonctionnement suffisante du moteur, même au ralenti. On connaît des installations de chauffage d'appoint pour véhicule automobile dans lesquelles la chaleur est engendrée en entretenant une circulation de fluide et en créant des pertes de charge dans la circulation de ce fluide. C'est ainsi que de nombreux systèmes proposés comportent une restriction et une pompe forçant un liquide à travers cette restriction. D'autres systèmes connus utilisent des éléments à aubages dont l'un est bloqué en rotation et entre lesquels un liquide est admis à circuler, en s'échauffant par suite des frottements entretenus entre les éléments à aubages. L'invention se rapporte à un autre concept de production de chaleur, utilisant des éléments à friction plongés dans un fluide caloporteur. L'invention vise plus particulièrement une régulation de la puissance calorifique produite, rendant cette dernière relativement indépendante de la vitesse de rotation du moteur du véhicule automobile par lequel les éléments à friction sont actionnés. Dans cet esprit, l'invention a généralement pour objet un générateur de chaleur pour véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte renfermant des moyens à friction mécanique à serrage variable entraînés par un moteur, couplés audit moteur, des moyens pour faire circuler un fluide caloporteur dans ladite enceinte et des moyens pour réduire le serrage desdits moyens à friction mécanique lorsque la vitesse d'entraînement augmente. Cette modulation du serrage des moyens à friction mécanique peut être obtenue de différentes façons, soit par action mécanique en utilisant des masselottes exploitant la force centrifuge dans un sens tendant à desserrer les moyens & friction soit encore par action hydraulique, en exploitant la pression centrifuge du fluide caloporteur dans ladite enceinte et/ou la pression qui règne dans cette dernière, qui augmente avec la vitesse de rotation d'une pompe entraînée par le moteur précité. Bien entendu, les actions mécaniques et hydrauliques peuvent être combinées. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation donné îO d'un générateur de chaleur conforme à son principe, donnée uniquement & titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé dans lequel: - La figure unique représente schématiquement ledit générateur de chaleur en coupe longitudinale. En se reportant au dessin, on a représenté un générateur de chaleur 11 comportant un boîtier 12 dans lequel est ménagée une enceinte 13 à l'intérieur de laquelle un fluide caloporteur (huile ou eau glycolée) est admis à circuler entre une entrée 14 et une sortie 15. Un arbre 16 est monté en rotation dans le boîtier 12. Cet arbre est entraîné par une roue dentée 17 couplée au moteur (non représenté) du véhicule automobile. Une pompe & engrenage 18 est logée à l'intérieur du boîtier 12 et entraînée par l'arbre 16 lui-même. L'entrée 14 de fluide caloporteur communique avec la pompe 18 et cette dernière refoule ledit fluide caloporteur dans l'enceinte 13 par un élément de conduit 19. L'enceinte 13 abrite des moyens à friction mécanique à serrage variable. Plus précisément, ces moyens sont ici constitués par des premiers disques de friction 20 solidaires en rotation de l'arbre 16 et mobiles suivant la direction axiale de celui-ci, grâce à des cannelures longitudinales 21 pratiquées à la surface dudit arbre et par des seconds disques de friction 22 disposés en alternance avec lesdits premiers disques et mobiles dans l'enceinte 13 suivant la même direction axiale tout en étant bloqués contre toute rotation. Pour ce faire, des cannelures longitudinales 23 sont ménagées à la surface interne de l'enceinte 13 et les disques 22 coulissent le long de ces cannelures. Par ailleurs, un plateau de serrage 24 est monté coulissant axialement dans le boîtier 12. Des moyens de sollicitation constitués ici par un diaphragme précontraint permettent d'appliquer le plateau de serrage contre les disques 20 et 22 de façon à les serrer les uns contre les autres. Le diaphragme 25 est porté extérieurement par un disque 26 solidaire de l'arbre 16 et il prend appui sur le plateau de serrage par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 27 ou analogue. Des ressorts 28 sont disposés dans l'enceinte 13 pour maintenir en toutes circonstances le contact entre le plateau 24 et le diaphragme 25. Selon l'invention, des moyens sont prévus pour engendrer une force s'opposant à celle qui est développée par le diaphragme 25 sur le plateau 24, cette force étant fonction de la vitesse de l'arbre 16, donc du moteur auquel est couplé cet arbre. Dans l'exemple représenté, trois moyens différents coopèrent pour engendrer cette force. Ainsi, le diaphragme 25 est équipé de masselottes 30 régulièrement réparties circulairement. Dans l'exemple, ces masselottes sont portées à l'extrémité de tiges sensiblement perpendiculaires à la surface inclinée du diaphragme de sorte que, en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre 16, les forces centrifuges communiquées aux masselottes agissent sur le diaphragme dans un sens tendant à l'écarter du plateau 24. Celuici est donc repoussé par les ressorts 28 dans un sens tendant à desserrer les disques 20 et 22. De plus, selon une autre particularité avantageuse de l'invention, le plateau 24 forme une paroi mobile étanche de l'enceinte 13. De cette façon, la pression centrifuge provenant du fluide caloporteur lui-même, entraîné par le mouvement des disques 20, s'exerce aussi sur le plateau 24 dans un sens propre à desserrer les disques 20 et 22. Autrement dit, au fur et à mesure que la vitesse du moteur entraînant l'arbre 16 augmente, la pression centrifuge communiquée au fluide caloporteur dans l'enceinte 13 augmente aussi et contribue à desserrer les disques de friction et donc à réguler la quantité de chaleur produite. De même, le débit de la pompe 18 étant variable en fonction de la vitesse de rotation du moteur, la pression du fluide caloporteur à l'intérieur de l'enceinte 13 augmente avec la vitesse ce qui contribue aussi à repoussser le plateau 24 dans un sens propre à desserrer les disques 20 et 22. Tous les moyens mécaniques ou hydrauliques qui viennent d'être décrits peuvent être utilisés seuls ou en combinaison pour produire l'effet recherché, à savoir une certaine régulation de la quantité de chaleur produite par les disques de friction, qui soit relativement indépendante de la vitesse du moteur du véhicule automobile entrainant l'arbre 16. Bien entendu, on pourra adjoindre au dispositif qui vient d'être décrit un embrayage électromagnétique intercalé entre le moteur du véhicule et l'arbre 16 et piloté par des moyens de commande thermostatique (non représentés) thermiquement couplés, directement ou indirectement au fluide caloporteur circulant dans l'enceinte 13 ou à l'élément à chauffer. La valeur de consigne des moyens de commande thermostatique sera ajustée depuis l'habitacle du véhicule. Avantageusement, dans le cas o ledit moteur est le moteur thermique du véhicule on pourra intercaler entre le moteur et l'arbre 16 un variateur de vitesse à limitation de plage de vitesses, comme par exemple un variateur de vitesse centrifuge à poulies et courroie, connu en soi et décrit par exemple dans la demande de brevet français No 82 03484. L'interposition de ce variateur de vitesse permettra d'obtenir une production de chaleur suffisante même aux plus basses vitesses de rotation du moteur. En variante, le diaphragme agit directement sur un élément tournant tel que disque ou rotor, ce qui évite l'utilisation du roulement 27. Lorsque le frein baigne dans de l'huile, on prévoiera un échangeur huile/eau ou un échangeur huile/air. REVENDICATIONS 1. Générateur de chaleur pour véhicule automobile à moteur, caractérisé en ce qu'il comprend une enceinte (13) renfermant des moyens à friction mécanique (20,22) à serrage variable (24,25), entraînés par un moteur, couplés audit moteur, des moyens (14,15) pour faire circuler un fluide caloporteur dans ladite enceinte et des moyens (30) pour réduire le serrage desdits moyens à friction mécanique lorsque la vitesse d'entraînement augmente. 2. Générateur de chaleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des premiers disques de friction (20) solidaires en rotation d'un arbre (16) monté dans ladite enceinte et mobiles suivant la direction axiale de cet arbre, ledit arbre étant couplé audit moteur, des seconds disques de friction (22) disposés en alternance avec lesdits premiers disques, mobiles dans ladite enceinte suivant la dite direction axiale et bloqués contre toute rotation, un plateau de serrage (24) monté coulissant axialement, des moyens de sollicitation (25) pour appliquer ledit plateau de serrage contre les disques de façon à les serrer les uns contre les autres et des moyens (30,24) pour engendrer une force s'opposant auxdits moyens de sollicitation, ladite force étant fonction de la vitesse du moteur. 3. Générateur de chaleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de sollicitation comportent un diaphragme (25) précontraint, agencé pour appliquer ledit plateau contre lesdits disques, ledit diaphragme étant solidaire en rotation dudit arbre et en ce que des masselottes (30) entraînées en rotation par ledit arbre coopèrent avec ledit diaphragme de façon à lui appliquer, en fonction des forces centrifuges, une force dans un sens propre à réduire l'effort qu'il exerce sur ledit plateau. 4. Générateur de chaleur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit plateau (24) forme une paroi mobile étanche de l'enceinte précitée dans laquelle circule ledit fluide caloporteur, de façon à être soumis à la pression centrifuge provenant dudit fluide caloporteur luimême. 5. Générateur de chaleur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit fluide caloporteur est entraîné par une pompe & débit variable (18), mécaniquement couplée au moteur de façon qu'une augmentation de vitesse de celui-ci engendre une augmentation de pression dans ladite enceinte, agissant sur ledit plateau en forme de paroi mobile. 6. Générateur de chaleur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite pompe (18) est une pompe à engrenage directement couplée à l'arbre (16) précité. 7. Générateur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit arbre est mécaniquement couplé au moteur par l'intermédiaire d'un embrayage, par exemple un embrayage électromagnétique, piloté par des moyens de commande thermostatique thermiquement couplés audit fluide caloporteur. 8. Générateur de chaleur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit arbre est entraîné par ledit moteur avec interposition d'un variateur de vitesse & limitation de plage de vitesses, comme par exemple un variateur de vitesse centrifuge à poulies et courroie, connu en soi.