Brevet FR2759636A1 — publié le 19980821

I L'invention se rapporte à un dispositif électrique de chauffage, en particulier pour véhicules automobiles, comprenant plusieurs éléments parallèles de chauffage assemblés en un bloc et formés de deux tôles et de résistances à coefficient positif de température tenues entre ces dernières, ainsi que des entretoises formées d'ailettes ondulées qui sont en appui contre les tôles de manière à conduire la chaleur, le bloc étant tenu dans un cadre dont les côtés longitudinaux sont parallèles aux éléments chauffants et qui comporte des côtés transversaux perpendiculaires aux précédents et le cadre étant en deux parties séparables le long d'un plan de subdivision longeant la circonférence et dont au moins l'une comporte des moyens de serrage du bloc. Le chauffage de l'habitacle des véhicules est en général assuré par l'eau de refroidissement du bloc moteur de manière que la chaleur dégagée par le moteur à combustion interne puisse être si nécessaire abandonnée à l'air en circulation dans le véhicule. Toutefois, cette chaleur n'est disponible qu'à la fin d'une durée déterminée de service, de sorte que l'efficacité du chauffage est ressentie comme étant insuffisante en particulier pendant les saisons froides. De plus, l'élaboration de nouveaux moteurs qui dégagent moins d'énergie calorifique qui est évacuée par l'eau de refroidissement a pour conséquence que le chauffage du véhicule dispose de moins de chaleur et que celle-ci est bien insuffisante en présence d'une température extérieure extrêmement basse et qu'elle ne parvient à faire régner des températures intérieures agréables qu'à la fin d'un retard considérable, même lorsque la demande de chauffage est normale. Des chauffages auxiliaires, qui ont déjà été proposés pour ces raisons, s'installent dans le canal d'arrivée d'air et abandonnent leur chaleur à cet air qui est mis en circulation dans l'habitacle du véhicule. La disposition d'un chauffage auxiliaire entre un échangeur de chaleur d'une installation de chauffage d'un véhicule et l'habitacle de ce dernier est décrite par exemple dans l'article de Burk, Krass, Dr. Lôhle "Système intégral de climation pour voitures électriques", Revue Technique de l'Automobile ATZ, 11 / 1992. EP-P 0 350 528 décrit un radiateur de chauffage qui comprend plusieurs éléments chauffants parallèles qui sont assemblés en un bloc et fixes dans un cadre. Des résistances à coefficient positif de température sont tenues entre deux tôles sur l'autre côté desquelles se trouve une entretoise en forme d'ailette ondulée qui est en liaison de conduction de chaleur avec elles. Le bloc est tenu dans un cadre de support qui se compose de barres extérieures montées parallèlement aux éléments chauffants et dont les extrémités sont insérées dans des traverses. Les barres extérieures individuelles et les traverses sont assemblées pour former le cadre de support. Une lame de ressort ondulée et allongée, qui est disposée entre le bloc et les barres extérieures, est en appui contre celles-ci et exerce une pression contre le bloc pour établir un contact thermique entre les éléments chauffants et les ailettes ondulées de l'entretoise. L'inconvénient de ce dispositif connu de chauffage est que le cadre de support est en quatre éléments individuels qui doivent être assemblés et assujettis les uns aux autres lors de la fabrication. Il en résulte des frais élevés de montage. De plus, le cadre de support est en métal, de sorte qu'il faut l'isoler électriquement et thermiquement. DE 44 34 613 A1 décrit un dispositif de chauffage tel que spécifié en préambule et dont le cadre est en matière plastique pour assurer l'isolation électrique et thermique. Suivant un exemple de réalisation, le cadre est en deux parties reliées de manière amovible et dont au moins l'une comprend des moyens de serrage du bloc. Ces moyens consistent en cales déplaçables les unes par rapport aux autres et qui serrent le bloc se composant des éléments chauffants et des ailettes ondulées des entretoises lors de l'assemblage des parties du cadre. Ce dispositif de chauffage à l'inconvénient que le bloc ne peut avoir que de faibles tolérances de dimensions pour pouvoir être encore serré par les cales. Le bloc étant formé d'un assemblage de multiples éléments chauffants, eux mêmes formés de tôles et de résistances à coefficient positif de température, ainsi que d'entretoises en forme d'ailettes ondulées ayant des hauteurs différentes, les différences par rapport aux cotes moyennes des éléments individuels s'ajoutent, de sorte que le bloc présente en largeur une grande tolérance et il peut se produire qu'il ne peut plus être serré correctement. Il peut en résulter des défauts des contacts électriques et thermiques, de sorte que le dispositif de chauffage ne fonctionne plus correctement. L'invention a pour objet de réaliser sur la base de cet art antérieur un dispositif électrique perfectionné de chauffage dont la structure soit simple et qui permet un montage rapide et sans difficulté tout en devant assurer un assemblage correct et régulier des résistances à coefficient positif de température et des tôles malgré de grandes tolérances de la largeur du bloc afin qu'il existe un bon contact électrique et thermique entre les éléments individuels. Selon une particularité essentielle de l'invention, le cadre est en matière thermoplastique et les moyens de serrage sont formés des côtés longs de ce dernier dont les surfaces intérieures présentent à l'état détendu une légère convexité et serrent le bloc entre elles en raison de leur élasticité. Donc, conformément à l'invention, le cadre est en matière thermo- plastique qui peut être relativement stable bien qu'elle soit déformable élastiquement. Lorsque lesdits moyens de serrage sont formés des côtés longs dont la surface intérieure présente une légère convexité à l'état détendu, le bloc peut être enserré de manière simple à l'intérieur d'un élément du cadre qui peut être relié à l'autre pour la formation d'un cadre complet. Ainsi, le dispositif de chauffage selon l'invention peut s'assembler simplement et rapidement. Aucun moyen séparé de serrage du bloc n'est nécessaire, ce qui permet de faire une économie d'autres pièces individuelles et de matière. Le bloc est encastré régulièrement entre les côtés longs du cadre par suite de leur déformation élastique. Les côtés longs du cadre sont bombés de manière que lorsque le bloc est encastré, leur déformation élastique soit telle que leur surface extérieure est à peu près rectiligne afin de garantir un encastrement régulier sur la totalité du coté du bloc. Il est avantageux qu'un profil de soutien, de préférence un profilé en T soit prévu entre les côtés longs du cadre et le bloc pour améliorer encore la régularité du serrage. Les moitiés du cadre sont avantageusement reliées de manière amovible, par exemple par vissage ou enclenchement élastique pour permettre éventuellement un démontage ultérieur. La réalisation du dispositif de chauffage selon l'invention est par ailleurs simplifiée lorsque les résistances à coefficient positif de température d'un élément chauffant sont tenues dans un profilé d'étanchéité qui comporte sur les côtés des rebord à encoche de logement des tôles. Ainsi, les éléments chauffants individuels, dont chacun se compose de deux tôles, de résistances individuelles à coefficient positif de température et du profilé d'étanchéité, peuvent se monter au préalable pour simplifier le montage du dispositif de chauffage. En variante de réalisation de l'invention, le plan de subdivision est perpendiculaire aux côtés transversaux et perpendiculaire au plan inscrit par le cadre. Les moitiés du cadre peuvent se relier au moyen des moyens de serrage de manière que le bloc soit encastré entre elles. Ce mode de réalisation a l'avantage particulier que le bloc peut présenter de grandes tolérances de largeur, en plus des avantages du serrage correct et régulier des résistances à coefficient positif de température et des tôles ainsi que de la simplicité de la structure et de la fabrication. Ceci est particulièrement important lorsque le dispositif de chauffage a de grandes dimensions et que le bloc comprend de nombreux éléments chauffants et entretoises en forme d'ailettes ondulées. Les moyens de serrage peuvent comprendre par exemple un crampon élastique dont la force d'élasticité détermine la force de serrage avec laquelle le bloc est encastré. Suivant une variante de réalisation, les moyens de serrage peuvent comprendre des vis soutenues par ressort, de manière que la force de serrage puisse être réglée par ces vis et que l'effet de serrage demeure conservé pendant la totalité de la vie utile par le ressort. Le cadre est réalisé de préférence en matériau non conducteur de l'électricité, par exemple en matière plastique, en céramique ou analogue, afin qu'aucune isolation électrique et thermique ne doive être prévue. Il est particulièrement avantageux pour tous les modes de réalisation de l'invention que les moitiés du cadre soient identiques, car ainsi la fabrication est considérablement simplifiée. L'invention va être décrite plus en détail à titre d'exemple en regard des dessins annexés sur lesquels: + la figure 1 est une vue en élévation d'un dispositif de chauffage formé de plusieurs éléments chauffants qui sont logés dans un élément de cadre; * la figure 2 est une représentation explosée d'un élément chauffant individuel; * la figure 3 est une vue de face de toutes les pièces individuelles de l'élément chauffant de la figure 2; * la figure 4 est une coupe transversale d'un profilé d'étanchéité; * la figure 5 est une vue de face d'un élément de cadre; * la figure 6 est une coupe selon la ligne A- A de la figure 5; * la figure 7 est une coupe selon la ligne B-B de la figure 5; * les figures 8a et 8b sont des vues en élévation d'un profilé de soutien; * la figure 9 est une vue de face d'une variante de réalisation d'un dispositif de chauffage selon l'invention, le cadre étant représenté partiellement en coupe transversale; * les figures 10 et 11 sont des représentations en coupe d'une moitié de cadre du mode de réalisation de la figure 9. Un dispositif de chauffage 10 que représente la figure 1 comprend plusieurs éléments chauffants 14 logés dans un cadre 12 et entre lesquels sont disposées des entretoises en forme d'ailettes ondulées 16 de manière à former ensemble un bloc 18. Les figures 2 à 4 représentent les pièces individuelles d'un élément chauffant 14. Celui-ci se compose de deux tôles parallèles 20, 22 entre lesquelles se trouvent plusieurs résistances 24 à coefficient positif de température. Ces résistances 24 sont tenues fiablement par un profilé d'étanchéité 26 qui les empêche de glisser. Le profilé d'étanchéité 26 est réalisé à partir d'un profilé sans fin extrudé, de préférence en silicone, qui est coupé à la longueur correspondant à celle de l'élément chauffant 14 et dans lequel des découpures 28, dans lesquelles les résistances 24 sont placées et tenues à distance les unes des autres, sont réalisées par poinçonnage. Le profilé d'étanchéité 26 comporte sur les côtés longs des rebord à encoche 30, 32, 34, 36 (figure 4) qui enveloppent les bords longitudinaux des tôles 20, 22, de manière que l'élément chauffant 14 à l'état assemblé soit tenu par ces dernières elles-mêmes retenues par les rebords à encoche 30, 32, 34, 36. L'âme 41 du profilé d'étanchéité est réalisée à une 1 0 épaisseur d qui est inférieure à celle des résistances 24 à coefficient positif de température afin que celles-ci soient en bon contact avec une bonne conduction de chaleur avec les tôles 20, 22. L'étanchéité est assurée par la déformation élastique d'une surépaisseur 41', 41" des ailes dans la direction des entailles 38, réalisées dans leurs cotés longs. 1 5 L'une des tôles 20, 22 comprend une partie 21 repliée à angle droit de manière qu'elle ait une forme sensiblement en L. Les éléments chauffants 14 sont placés conformément à la figure 1 dans le cadre 12 de manière que les parties repliées 21 débordent sur un côté du dispositif de chauffage 10. Les parties 21 servent à l'arrivée de courant aux résistances 24. Les entretoises en forme d'ailettes ondulées 16 qui sont en aluminium et sont placées entre éléments chauffants voisins 14 servent de conducteurs électriques entre ceux-ci, de sorte que dans chaque cas deux de ces éléments sont montés électriquement en série. Les tôles 20, 22 comportent le long des surfaces contre lesquelles les ailettes ondulées 16 prennent appui des protubérances 42 qui sont destinées à fixer la position de ces dernières entre les éléments chauffants 14. Le cadre 12 comprend deux côtés longs 44, 46 qui sont parallèles aux éléments chauffants 14, ainsi que des côtés transversaux 48, 50 qui sont perpendiculaires à ces derniers. Le cadre est formé d'un assemblage de deux parties, dont l'une qui est représentée sur les figures 5 à 7 porte la référence 52. Les éléments du cadre sont séparables le long d'un plan de subdivision longeant la circonférence, de sorte que chaque côté 44, 46, 48, 50 du cadre 12 est divisé. Les parties 52 du cadre 12 sont en matière thermoplastique. La surface intérieure 54 des côtés longs 44, 46 présente une légère convexité à l'état détendu (figure 5). Il résulte de cette convexité que la distance séparant les surfaces intérieures 54 des côtés longs 44, 46 est inférieure à la largeur du bloc 18, de sorte que lorsque ce dernier est monté dans le cadre 12, il est encastré entre les côtés longs 44, 46 de ce dernier par la déformation élastique de ceux-ci. Les côtés longs 44, 46 sont de préférence bombés de manière que lorsque le bloc 18 est monté, leur surface extérieure soit sensiblement rectiligne. Chacun des côtés longs 44, 46 comporte intérieurement un épaulement 56 sur lequel le bloc 18 repose lorsqu'il est mis en place dans l'élément de cadre 52. Les côtés transversaux 48, 50 comportent des évidements 58 d'arrivée de courant par les parties repliées 21 des tôles. Les côtés longs 44, 46 comportent en particulier des cavités 59 permettant de faire une économie de matière et d'améliorer l'isolation thermique. Un profilé d'appui 60, de préférence en T (figure 8), dont l'âme 62 est tenue entre les moitiés de cadre 52, est prévu entre le bloc 18 et les côtés longs 44, 46 afin de mieux répartir la force de serrage de ces derniers, qui est naturellement la plus forte en leur milieu, sur la totalité de leur longueur. Les moitiés 52 du cadre sont de préférence reliées de manière amovible. L'assemblage peut être à enclenchement élastique ou - comme 1 5 représenté sur les figures 5 et 6 - à vissage. A cette fin, des trous correspondants 64, dans lesquels les vis sont insérées, et des trous 66, dans lesquels celles-ci sont vissées, sont prévus dans chaque moitié de cadre 52. Les moitiés 52 du cadre sont identiques. Dans la variante de réalisation selon l'invention que représentent les figures 9 à 11, les parties 152 du cadre sont séparables le long d'un plan de subdivision qui est perpendiculaire aux côtés transversaux 148, 150 et perpendiculaire au plan inscrit par le cadre 112. Les côtés transversaux 148, 150 sont de préférence divisés à peu près au milieu en deux parties 148', 148" ainsi que 150', 150". Une des parties 152 du cadre est représentée séparément sur les figures 10 et 11 et à l'état assemblé, sur la figure 9. Les parties 152 du cadre sont reliées par des moyens de serrage 166. Ceux-ci exercent sur ces parties 152 de cadre une force telle que le bloc 18 tenu entre elles est encastré. Les moyens de serrage 166 peuvent être formés par exemple de crampons élastiques 168 qui prennent appui contre des nervures 170, 172 des parties 152 du cadre. Les moyens de serrage 166 peuvent aussi être formés de vis soutenues par un ressort de manière que la force de serrage du bloc 18 soit réglable par les vis et demeure conservée par les ressorts pendant la vie utile de l'élément chauffant. Chacune des pièces 148" et 150' comporte une languette 174 qui s'ajuste par complémentarité de formes entre des sections 176 de la partie complémentaire 148', 150" afin que toutes les parties 148', 148" ainsi que 150', " soient alignées les unes sur les autres après assemblage des parties 152 en un cadre complet 112. Le cadre 112 est en matériau non conducteur de l'électricité, tel qu'une matière plastique, par exemple thermodurcissable, une céramique ou analogue. Ces matériaux sont non seulement non conducteurs de l'électricité, mais aussi thermiquement isolants. Il est préférable d'utiliser une matière thermodurcissable, car alors les parties 152 du cadre sont réalisables par coulée par injection et sont sensiblement non élastiques, de sorte que la force de serrage du bloc 18 qui est produite par les moyens de serrage 166 est transmise de manière optimale à ce dernier par le cadre 112. Les deux moitiés 152 du cadre de cet exemple de référence sont de préférence aussi identiques. REVENDICATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif électrique de chauffage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant plusieurs éléments chauffants (14) qui sont parallèles et assemblés en un bloc (18) et qui sont formés de deux tôles (20, 22) entre lesquelles sont tenues des résistances à coefficient positif de température (24), ainsi que des entretoises en forme d'ailettes ondulées (16) qui sont en appui contre les tôles (20, 22) de manière à conduire la chaleur, le bloc (18) étant tenu dans un cadre (12) dont les côtés longs (44, 46) sont parallèles aux éléments chauffants (14) et qui comporte des côtés transversaux (48, 50) perpendiculaires aux précédents et le cadre (12) étant en deux parties (52) qui sont séparables le long d'un plan de subdivision longeant la circonférence et dont au moins l'une comporte des moyens de serrage du bloc (18), caractérisé en ce que le cadre (12) est en matière thermoplastique et lesdits moyens de serrage sont formés des côtés longs (44, 46) dont les surfaces intérieures (54) présentent à l'état détendu une 1 5 légère convexité et serrent entre elles le bloc (18) en raison de leur élasticité. 2. Dispositif de chauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les côtés longs (44, 46) sont bombés de manière que, lorsque le bloc (18) est encastré, leur surface extérieure soit sensiblement rectiligne. 3. Dispositif de chauffage selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'un profilé de soutien (60) est prévu entre chaque côté long (44, 46) et le bloc (18). 4. Dispositif de chauffage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le profilé de soutien (60) est en T. 5. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moitiés (52) du cadre sont assemblées de manière amovible, par exemple par vissage ou enclenchement élastique. 6. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les résistances à coefficient positif de température (24) d'un élément chauffant (14) sont tenues dans un profilé d'étanchéité (26) qui comporte le long des côtés des rebords à encoche (30, 32, 34, 36) de logement des tôles (20, 22). 7. Dispositif électrique de chauffage, en particulier pour véhicule automobile, comprenant plusieurs éléments chauffants (14) qui sont parallèles et assemblés en un bloc (18) et qui sont formés de deux tôles (20, 22) et de résistances à coefficient positif de température (24) qui sont tenues entre celles-ci, ainsi que des entretoises en forme d'ailettes ondulées (16) qui prennent appui contre les tôles (20, 22) de manière a conduire la chaleur, le bloc (18) étant tenu dans un cadre (112) dont les côtés longs (44, 46) sont parallèles aux éléments chauffants (14) et les côtés transversaux (148, 150) sont perpendiculaires aux précédents et le cadre (112) étant en deux parties (52) qui sont séparables le long d'un plan de subdivision et qui comportent des moyens (166) de serrage du bloc (18), caractérisé en ce que le plan de subdivision est perpendiculaire aux côtés transversaux (148, 150) et perpendiculaire au plan inscrit par le cadre (112) et les parties (152) du cadre s'assemblent par l'intermédiaire des moyens de serrage (166). 8. Dispositif de chauffage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les côtés transversaux (148, 150) sont subdivisés sensiblement au milieu en deux parties (148', 148" ainsi que 150', 152"). 9. Dispositif de chauffage selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de serrage (166) comprennent un crampon élastique (168). 10. Dispositif de chauffage selon l'une ou l'autre des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que les moyens de serrage (166) comprennent des vis soutenues par ressort. 11. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce que le cadre (112) est réalisé en matériau non conducteur de l'électricité tel qu'une matière plastique, une céramique ou analogue. 12. Dispositif de chauffage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux parties (52, 152) du cadre sont réalisées identiquement.