Brevet FR2834053A1 — publié le 20030627

La présente invention concerne un procédé de réalisation d'un ensemble comprenant un échangeur de chaleur et un support surmoulé sur l'échangeur de chaleur, du type comprenant l'étape de placer au moins une région d'un échangeur de chaleur dans un moule ainsi qu'une quantité d'une matière pour former le support par surmoulage de la matière sur la région. L'invention s'applique en particulier à la réalisation d'un ensemble dont le support surmoulé sur l'échangeur de chaleur est destiné au montage du moteur d'un ventilateur. Un procédé du type précité est connu du document FR-2 795 812. Dans ce document, le support est réalisé de préférence en une matière plastique injectée dans le moule après y avoir placé l'échangeur de chaleur. La quantité de matière plastique injectée est déterminée pour remplir complètement le moule de sorte que le support s'étend de la face avant de l'échangeur jusqu'à sa face arrière. La quantité de matière plastique utilisée pour réaliser le support est particulièrement importante dans un procédé de ce type. - Un but de l'invention est de résoudre ce problème en fournissant un procédé du type précité qui permette de réduire la quantité de matière utilisée pour former le support. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce que la matière est une matière expansible et en ce que la quantité de matière placée dans le moule ne le remplit que partiellement en laissant un espace libre d'expansion. Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise (s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le procédé comprend une étape de contrôle de la pression dans l'espace d'expansion lors de l'expansion de la matière, - l'étape de contrôle comprend l'application ou le maintien dans l'espace d'expansion d'une surpression s'opposant à l'expansion de la matière, - l'étape de contrôle comprend la création d'une dépression dans l'espace d'expansion facilitant l'expansion de la matière, - la quantité de matière, avant son expansion, est située dans le moule d'un même côté de l'échangeur de chaleur, - la quantité de matière, avant son expansion, est située dans le moule sous l'échangeur de chaleur, - le procédé comprend l'étape d'introduire la quantité de matière dans le moule avant d'y placer l'échangeur de chaleur, - le procédé comprend l'étape de placer l'échangeur de chaleur dans le moule avant d'y introduire la quantité de matière, - le procédé comprend une étape de montage d'un ventilateur sur le support surmoulé, et - la région de l'échangeur de chaleur est une région espacée de sa périphérie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective, avec arrachement partiel, d'un ensemble obtenu par un procédé selon l'invention, - les figures 2 à 4 sont des vues schématiques, partielles et en coupe illustrant trois étapes successives du procédé de réalisation de l'ensemble de la figure 1, - la figure 5 est une vue partielle, schématique et en coupe prise suivant la ligne V-V de la figure 1, et - la figure 6 est une vue analogue à la figure 4 illustrant une variante du procédé des figures 2 à 4. La figure 1 illustre un ensemble 1 pour véhicule automobile, lequel ensemble comprend un échangeur de chaleur 2, par exemple un radiateur, un ventilateur 3 et un support 4 de montage du ventilateur 3, lequel support 4 est surmoulé sur l'échangeur 2. L'échangeur de chaleur 2 comprend deux boîtes 6 droite et gauche de renvoi d'un fluide caloporteur et un corps 7 disposé entre les deux boîtes. Le corps 7 a une forme sensiblement parallélépipédique plane définissant une grande face avant 9 et une grande face arrière 10 (figure 5), les faces 9 et 10 étant opposées. Le corps 7 comprend un faisceau de tubes 11 de canalisation du fluide caloporteur et des ailettes 12 d'échange de chaleur dont seules certaines sont représentées sur la figure 1. Les tubes 11 sont visibles grâce à l'arrachement partiel de la figure 1. Les tubes 11 s'étendent d'une boîte 6 à l'autre pour permettre au fluide caloporteur de circuler entre les boîtes 6. Les tubes 11 sont disposés, comme illustré par la figure 5, en une rangée avant 13 et une rangée arrière 14 espacées l'une de l'autre. Les tubes 11 s'étendent horizontalement (sur la figure 1) en traversant l'ensemble des ailettes 12 qui sont par exemple planes, verticales et s'étendent sur toute la hauteur du corps 7. Le ventilateur 3, parfois dénommé groupe moto-ventilateur, comprend une hélice 16 (en trait mixte sur la figure 1) et un moteur 17 d'entraînement en rotation de l'hélice autour de son axe A longitudinal qui est destiné à être orienté longitudinalement par rapport à un véhicule automobile dans lequel l'ensemble 1 est monté. La fixation de l'hélice 16 sur l'arbre de sortie du moteur 17 est assurée grâce au bol 18 de l'hélice. Le moteur 17 est muni de trois pattes de fixation 20 qui font saillie radialement vers l'extérieur depuis le boîtier 21 du moteur 17. Le support 4 a une forme générale trilobée dont les trois lobes ou bras 23 se rejoignent en une région centrale 24 sensiblement centrée sur l'axe A. Les lobes 23 s'étendent radialement par rapport à l'axe A, sensiblement régulièrement angulairement par rapport à celui-ci, c'est à dire à environ 1200 l'un de l'autre. Comme illustré par la figure 5, le support 4 est surmoulé sur une région centrale 25 du corps 7. Plus précisément, le support 4 est disposé essentiellement en avant de la face avant 9 du corps 7 en recouvrant une partie centrale 26 de la face avant 9 correspondant à la région centrale 25 du corps 7. Le support 4 s'étend longitudinalement vers l'arrière au delà de la face avant 9. Le support 4 s'étend vers l'arrière plus fortement au niveau des extrémités radiales 27 des lobes 23 qu'au niveau de la partie centrale 24 du support 4, de sorte que chaque lobe 23 est solidement en prise, au niveau de son extrémité radiale 27, avec des tubes 11 de la rangée avant 13 et avec des ailettes 12. En particulier, des tubes 11 avant sont sensiblement entièrement noyés dans les extrémités radiales 27. Les extrémités radiales 27 des lobes 23 présentent également des saillies 29 vers l'avant dans lesquelles des inserts de fixation 31 sont fixés par surmoulage du support 4 sur les inserts 31. Les pattes 20 sont vissées chacune sur un insert 31 grâce à une vis non-représentée pour assurer le montage du ventilateur 3 sur l'échangeur 2. Pour réaliser l'ensemble de la figure 1, on utilise par exemple un moule 33 dont seule une matrice inférieure 34 est représentée sur la figure 2. Une empreinte de moulage 36 débouchant vers le haut est ménagée dans la matrice 34. Cette empreinte 36 a une forme correspondant à celle de la partie du support 4 destinée à être placée en avant de la face avant 9 du corps 7 de l'échangeur de chaleur 2. Ainsi, cette empreinte 36 comporte des cavités 37 radialement extérieures plus profondes et destinées à mouler les extrémités radiales 27 des lobes 23. Comme illustré par la figure 2, la matrice 36 est munie dans chaque cavité 3 d'un pion vertical 40 de positionnement et d'obturation d'un insert 31. Ces pions 40 sont par exemple amovibles. Pour réaliser l'ensemble 1, on applique un agent facilitant le démoulage sur les parois de l'empreinte 36, par exemple à l'aide d'un dispositif 42 de pulvérisation. On enfiche ensuite un insert 31 sur chaque pion 40. Les inserts 31 sont molletés extérieurement et filetés intérieurement. Les inserts 31 et les pions 40 n'ont pas été représentés en coupe sur les figures 2 à 4. Cette étape d'enfichage est schématisée par la flèche 44 sur la figure 2. Ensuite, et comme illustré par la figure 3, on vient déposer une quantité déterminée d'une matière 46 dans l'empreinte 36 de la matrice 34. Cette matière est une matière expansible par réaction chimique, par exemple un mélange réactionnel d'une mousse de polyuréthanne. Cette matière 46 est déposée dans la cavité 36 par exemple grâce à une buse 47. La quantité de matière 46 déposée dans l'empreinte 36 est telle qu'elle est entièrement contenue dans l'empreinte 36 et ne fait donc pas saillie vers le haut au delà de la surface supérieure 48 plane de la matrice 34, cette surface 48 entourant l'empreinte 36. Ensuite, et comme illustré par la figure 4, on vient placer la région centrale 25 de l'échangeur de chaleur 2 au-dessus de l'empreinte 36 de la matrice 34. La face avant 9 de l'échangeur 7 repose alors sur la surface supérieure 48 de la matrice 34. On ferme alors le moule 33 en venant recouvrir la région 25 du corps 7 par une plaque supérieure 49 de fermeture du moule 33. Cette plaque de fermeture 49 repose par sa surface inférieure plane 50 sur la face arrière 10 de l'échangeur de chaleur 2. Le moule 33 est alors fermé de manière étanche autour de la région centrale 25 du corps 7 de l'échangeur 2. Cette fermeture, étanche est par exemple assurée grâce à des joints souples prévus sur les bords périphériques (non-représentés) de la surface supérieure 48 de la matrice inférieure 34 et de la surface inférieure 50 de la plaque de fermeture 49 supérieure. Toutefois, une étanchéité satisfaisante peut également être assurée par simple contact des surfaces 48 et 50 sur le corps 7. On notera que la fermeture du moule 33 telle que décrite ci-dessus a été assurée pendant le délai d'amorce de la réaction chimique d'expansion de la matière 46, c'est à dire avant que celle-ci ne s'amorce. On notera également qu'avant cette expansion, le moule 33 et le corps 7 délimitent au-dessus de la matière 46 un espace libre 52 pour l'expansion de la matière 46. Lorsque la réaction chimique d'expansion débute, la matière 46 se dilate vers le haut en pénétrant dans le corps 7 depuis sa face avant 9 vers sa face arrière 10. Cette pénétration est plus importante en regard des cavités 37 de l'empreinte 36, puisque ces cavités 37 contiennent plus de matière 46. Au cours de cette réaction chimique d'expansion, le volume de l'espace d'expansion 52 diminue de sorte que sa pression tend à augmenter. En fait, la pression dans cet espace 52 va être contrôlée grâce à des systèmes 54, prévus par exemple sur la plaque de fermeture 49 en regard de chaque cavité 37. Plus particulièrement, chaque système 54 de contrôle comprend une vanne 56 qui communique avec l'espace d'expansion 52 par un canal 58 qui débouche dans la surface inférieure 50 de la plaque de fermeture 49, en regard de la cavité 37 correspondante. En réglant l'ouverture des vannes 56, pour restreindre la mise à l'air de l'espace 52, on va maintenir une surpression prédéterminée dans l'espace 52 s'opposant à l'expansion de la matière 46. Cette surpression va donc permettre de contrôler l'expansion de la matière 46 pour qu'elle s'étende vers l'arrière au delà de la face avant 9 du corps 7 comme décrit précédemment, mais sans qu'elle ne s'étende jusqu'à la face arrière 10 du corps 7. Après expansion et durcissement de la matière 46, celle-ci est rigide et forme le support 4 décrit précédemment. Il suffit alors d'ouvrir le moule 33 puis d'en extraire l'échangeur 2 sur lequel le support 4 est surmoulé. Ensuite, on vient monter le ventilateur 3 sur le support 4 par vissage des pattes 20 sur les inserts 31 du support 4. La pénétration de la matière 46 dans le corps 7 s'effectuant par expansion et non pas par injection comme dans l'état de la technique, il n'est pas nécessaire que la matière 46 traverse le corps 7 de part en part. Ainsi, la quantité de matière 46 utilisée pour réaliser le support 4 peut être réduite. Pour autant, la pénétration de la matière 46 dans le corps 17 est maîtrisée et l'accrochage entre le support 4 et le corps 7 est satisfaisant. Ainsi, le procédé décrit est fiable. Le contrôle de la pression dans l'espace d'expansion 52 lors de la réaction d'expansion permet de réduire encore plus la quantité de matière utilisée. En effet, grâce à cette caractéristique qui permet de contrôler précisément la pénétration de la matière 46 dans le corps 7, il est possible de n'introduire dans le moule 33 que la quantité de matière 46 strictement nécessaire. En outre, le contrôle de la pression de l'espace d'expansion 52 permet de maîtriser la densité finale de la matière 46 constituant le support 4 et donc les caractéristiques mécaniques du support 4 pour qu'elles soient satisfaisantes. On notera également que l'utilisation de l'expansion d'une quantité de matière préalablement disposée dans le moule 33 pour former le support 4 permet de garantir un contour extérieur régulier pour le support 4. Ainsi, l'ensemble 1 a un aspect esthétique satisfaisant, d'autant plus que le support 4 n'affleure pas dans la face arrière 10 de l'échangeur 2 et n'est donc pas visible par l'arrière. Dans des variantes, la vanne 56 peut être remplacée par d'autres moyens d'étranglement, par exemple non-commandés, qui permettent de maintenir une surpression dans l'espace 52 lors de l'expansion. Il peut ainsi s'agir simplement de soupapes tarées à la surpression que l'on souhaite maintenir. Dans encore une autre variante illustrée en pointillé sur la figure 4, des moyens 60 d'aspiration et de refoulement peuvent être raccordés aux canaux 58, par exemple en aval des vannes 56. Ces moyens 60 peuvent être utilisés pour créer par aspiration de l'air de l'espace 52, au début de la réaction d'expansion, une dépression dans l'espace 52 afin d'accélérer la réaction d'expansion de manière contrôlée. Une fois un temps d'expansion prédéterminé écoulé, ces moyens 60 peuvent refouler de l'air dans l'espace d'expansion 52 afin d'y créer une surpression limitant de manière contrôlée l'expansion. Pendant ce refoulement ou cette aspiration, les vannes 56 sont ouvertes pour permettre le passage de l'air. Cette variante permet également d'optimiser la quantité de matière 46 utilisée, grâce au contrôle de la pression dans l'espace d'expansion 52. La figure 6 illustre encore une autre variante dans laquelle la matière plastique 46 est introduite dans le moule 33 après sa fermeture. Ainsi, après le positionnement des inserts 31 dans les cavités 37 de l'empreinte 36, on vient disposer l'échangeur 2 sur la matrice 34 puis la plaque de fermeture 49 sur l'échangeur 2. On injecte ensuite la matière plastique 46 dans l'empreinte 36 grâce à une buse d'injection 62. Une fois l'injection terminée, la réaction d'expansion débute. Cette variante présente également les avantages évoqués ci-dessus. De manière plus générale, la région 25 du corps 7 n'est pas nécessairement une région centrale mais peut être simplement une région espacée de la périphérie du corps 7 d'échangeur 2. De manière générale également d'autres matières expansibles qu'une mousse de polyuréthanne peuvent être utilisées pour former le support 4. Il peut s'agir plus généralement d'une matière plastique renfermant un agent gonflant. On notera que le montage du ventilateur sur le support 4 n'est pas nécessairement assuré par vissage. Ainsi, il peut être assuré par exemple grâce à des moyens d'encliquetage. On notera également que, dans une variante non-représentée, le moule 33 peut être de dimensions suffisamment grandes pour contenir tout l'échangeur de chaleur 2 lors de l'étape de surmoulage. L'étanchéité du moule 33 est alors assurée par contact des surfaces périphériques 48 et 50 de la matrice 34 et de la plaque de fermeture 49 l'une sur l'autre. REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation d'un ensemble (1) comprenant un échangeur de chaleur (2) et un support (4) surmoulé sur l'échangeur de chaleur (2), du type comprenant l'étape de placer au moins une région (25) d'un échangeur de chaleur (2) dans un moule (33) ainsi qu'une quantité d'une matière (46) pour former le support (4) par surmoulage de la matière (46) sur la région, caractérisé en ce que la matière est une matière expansible et en ce que la quantité de matière (46) placée dans le moule (33) ne le remplit que partiellement en laissant un espace libre (52) d'expansion. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de contrôle de la pression dans l'espace d'expansion (52) lors de l'expansion de la matière (46). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'étape de contrôle comprend l'application ou le maintien dans l'espace d'expansion (52) d'une surpression s'opposant à l'expansion de la matière (46). 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'étape de contrôle comprend la création d'une dépression dans l'espace d'expansion (52) facilitant l'expansion de la matière (46). 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la quantité de matière (46), avant son expansion, est située dans le moule (33) d'un même côté (9) de l'échangeur de chaleur (2). 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la quantité de matière (46), avant son expansion, est située dans le moule sous l'échangeur de chaleur (2). 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape d'introduire la quantité de matière dans le moule (33) avant d'y placer l'échangeur de chaleur (2). 8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend l'étape de placer l'échangeur de chaleur (2) dans le moule (33) avant d'y introduire la quantité de matière (46). 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de montage d'un ventilateur (3) sur le support (4) surmoulé. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la région (25) de l'échangeur de chaleur (2) est une région (25) espacée de sa périphérie.