Brevet FR2844342A1 — publié le 20040312

DESCRIPTION La présente invention concerne une cartouche de sécheur de filtre pour le module de condenseur d'un climatiseur, en particulier d'un climatiseur de véhicule automobile avec a) un boîtier de cartouche dans la paroi duquel sont prévues des ouvertures de passage pour des fluides frigorigènes; b) un pied de cartouche inséré dans l'extrémité inférieure du boîtier de cartouche; c) une coupelle déplaçable disposée dans le boîtier de cartouche; d) des produits desséchants en vrac se trouvant entre la tête de cartouche 10 et la coupelle; e) un dispositif de ressort intérieur, qui exerce une action sur la coupelle en direction des produits desséchants en vrac. Autrefois il était habituel de prévoir le réservoir collecteur de liquides à placer dans les climatiseurs, qui se trouve en aval du condenseur, comme 15 composant séparé du condenseur. Plus récemment, l'évolution tend néanmoins, en particulier pour des raisons de cots, à intégrer le réservoir collecteur par sa forme directement dans le condenseur de façon qu'il soit incorporé sur un côté du condenseur dans le boîtier de celui-ci. Des détails concernant cela se trouvent par exemple dans l'article de Roland Burk "Module de condenseur pour climatiseurs 20 de véhicules" dans la revue technique automobile ATZ 97, 1995, cahier 5, pages 304 et suivantes. L'intégration du réservoir collecteur de liquides dans le module de condenseur est aussi à l'origine d'une conception différente de la cartouche de sécheur de filtre qui est contenue dans celui-ci. L'article de revue cité plus haut décrit une conception possible pour une 25 telle cartouche de sécheur de filtre, qui n'est toutefois pas entièrement en accord avec le genre cité en introduction. Celle-ci est connue par le biais du marché. Dans ce cas, le boîtier de cartouche est constitué sensiblement par un tube ouvert en haut et en bas, dans l'enveloppe duquel sont prévues les ouvertures de passage pour le fluide frigorigène, alors que l'extrémité supérieure du boîtier de forme tubulaire est obturée par une tête de cartouche. Celle-ci sert simultanément de bouchon pour le réservoir collecteur. Entre la tête de cartouche et une coupelle disposée à proximité de celle-ci est mis en contrainte le dispositif de ressort intérieur, qui agit par conséquent par le haut sur la coupelle et qui presse celle-ci vers le bas contre les produits desséchants en vrac se trouvant sous la coupelle. La diffusion croissante de climatiseurs automobiles, mêmes dans des véhicules des classes de prix moyennes et basses, rend nécessaire d'abaisser le plus possible leurs cots de fabrication. L'objectif de la présente invention est par conséquent de concevoir de telle manière une cartouche de sécheur de filtre du 10 type mentionné en introduction qu'elle puisse être fabriquée avec des cots moindres. La solution selon l'invention pour atteindre cet objectif réside dans le fait f) que le boîtier de cartouche n'est pas obturé à son extrémité supérieure par la mise en place d'une tête de cartouche mais par un couvercle formé dessus 15 d'une seule pièce; g) que le dispositif de ressort intérieur est mis en contrainte entre la coupelle et le pied de cartouche disposée à l'extrémité inférieure du boîtier de cartouche; h) qu'il est prévu un dispositif de ressort extérieur qui s'étend vers le bas 2 0 à partir du pied de cartouche. Avec la présente invention, on supprime la tête de cartouche, qui se trouve dans l'état de la technique à l'extrémité supérieure du boîtier de cartouche et qui constitue une source inutile de cots. D'une part, en cas de changement d'une cartouche de sécheur de filtre, cette tête de cartouche doit toujours être jetée en 2 5 même temps que la cartouche, ce qui, malgré la quantité de matériaux qui n'est pas excessive, n'est pas souhaitable. En outre, la tête de cartouche doit être fixée sur le boîtier de cartouche ce qui, en tant qu'opération de montage, occasionne des cots supplémentaires. La cartouche de sécheur de filtre selon l'invention rend ainsi inutile la tête 30 de cartouche et obture au lieu de cela le boîtier de cartouche à cet endroit par un couvercle formé d'une seule pièce sur le boîtier. Du point de vue des cots, ce couvercle n'entre pas en ligne de compte ni en ce qui le matériau qui le constitue ni en ce qui concerne sa fabrication. La conséquence de la suppression de la tête de cartouche est que le dispositif de ressort intérieur agissant sur la coupelle est déplacé du voisinage de l'extrémité supérieure du boîtier de cartouche au 5 voisinage du pied de cartouche prévu à l'extrémité inférieure du boîtier de cartouche. Le dispositif de ressort extérieur permet de placer la cartouche de sécheur de filtre selon l'invention dans le réservoir collecteur de liquides du module de condenseur sans qu'elle n'occasionne de bruits parasites, et ceci par le fait qu'il s'appuie sur le fond de ce réservoir à liquides et qu'il presse l'ensemble de 10 la cartouche de sécheur de filtre en complémentarité de force vers le haut contre une pièce faisant partie du module de condenseur ou du réservoir collecteur de liquides de celui-ci. Un mode de réalisation avantageux de l'invention est caractérisé par le fait que le dispositif de ressort intérieur et le dispositif de ressort extérieur sont formés 15 par un seul ressort métallique, qui s'étend à travers le pied de cartouche et qui s'appuie avec une zone médiane sur le pied de cartouche. Cette mesure sert également à réduire le nombre de pièces et ainsi le nombre d'opérations de montage et avec cela le montant des cots. La zone médiane du ressort est fixée par injection ou est noyée dans le 2 0 pied de cartouche. Il est dans ce cas favorable si le ressort comprend dans sa zone médiane un pas ascendant des spires moins important que dans ses zones d'extrémité. Ceci permet d'améliorer l'ancrage du ressort dans le pied de cartouche. En variante, il est aussi possible que le ressort comprenne dans sa zone 25 intérieure dirigée vers la coupelle un diamètre plus important que dans sa zone extérieure et qu'il s'appuie avec le palier ainsi formé entre les deux zones sur une surface frontale du pied de cartouche. Le palier formé par les diamètres différents permet de découpler la zone intérieure du ressort par rapport à sa zone extérieure, et ceci dans le sens o la zone intérieure du ressort peut être maintenue sous 30 tension, même si la cartouche de sécheur de filtre n'est pas montée, et o les produits desséchants en vrac peuvent être maintenus sous pression dans le boîtier de cartouche. A la place des ressorts métalliques, il est également possible que le dispositif de ressort intérieur et le dispositif de ressort extérieur se composent de 5 matériau élastomère. L'avantage intégral en ce qui concerne les cots est obtenu lorsque le dispositif de ressort intérieur et le dispositif de ressort extérieur se composent de matériau synthétique élastomère et sont fixés par injection directement sur le pied de cartouche à l'aide d'un procédé d'injection à plusieurs composants. Dans ce cas, les deux dispositifs de ressorts et le pied de cartouche 10 peuvent être réalisés à l'aide d'un seul procédé et forment une seule unité, ce qui se traduit de manière favorable sur les cots, et ceci aussi bien en ce qui concerne le montage qu'en ce qui concerne la tenue des stocks de pièces de rechange. La coupelle peut également être composée de matériau synthétique et peut être fixée par injection directement sur le dispositif de ressort intérieur à l'aide 15 d'un procédé d'injection à plusieurs composants. Ceci réduit encore le nombre de pièces. Ci dessous, des exemples de réalisation de l'invention sont expliqués plus en détail sur la base du dessin. Les figures montrent: figure i une perspective d'un premier exemple de réalisation d'une 2 0 cartouche de sécheur de filtre; figure 2 une coupe axiale de la cartouche de sécheur de filtre de la figure i figure 3 une coupe axiale similaire à la figure 2 d'un deuxième exemple de réalisation d'une cartouche de sécheur de filtre; 2 5 figure 4 une vue en perspective d'un troisième exemple de réalisation d'une cartouche de sécheur de filtre et figure 5 une coupe axiale de la cartouche de sécheur de filtre de la figure 4. Il est en premier lieu fait référence à la figure 1. La cartouche de sécheur de filtre représentée ici et désignée dans son ensemble par la référence 1 30 comprend un boîtier de cartouche 2 avec une paroi cylindrique 3 étirée en longueur, qui est fermée vers le haut par un couvercle formé d'une seule pièce sur cette paroi. Le couvercle 4 comprend une avancée cylindrique 5 coaxiale par rapport à la paroi cylindrique 3, qui est munie d'un filetage extérieur 6 (voir la figure 2). Un outil de vissage peut s'appliquer sur le filetage extérieur 6, pour le montage de la cartouche de sécheur de filtre 1 et pour son démontage dans le réservoir collecteur de liquides du module de condenseur non représenté. La paroi cylindrique 3 est munie sur son extension axiale, à l'exception de la zone voisine des deux extrémités, d'une pluralité de petites ouvertures de passage 7. Une coupelle 8 en forme de godet ouverte vers le bas, qui est introduite par 10 le bas à travers l'extrémité inférieure ouverte de la paroi cylindrique 3, est disposée en dessous de la zone dans laquelle la paroi cylindrique 3 est munie d'ouvertures de passage 7. La coupelle 8 est guidée avec sa surface extérieure de manière coulissante sur la paroi cylindrique 3 du boîtier de cartouche 2. Le volume intérieur 9 du boîtier de cartouche 2 situé audessus de la coupelle 8 est 15 rempli de produits desséchants en vrac 10. L'extrémité inférieure du boîtier de cartouche 2 est obturée par un pied de cartouche 11, dont le contour extérieur constitue un prolongement coaxial du contour extérieur de la paroi cylindrique 3. Le pied de cartouche 11 est fixé sur la paroi cylindrique 3 à l'aide d'une liaison crantée 12, qui est reconnaissable sur la 2 0 figure 2. Le pied de cartouche 11 est également agencé comme un godet ouvert vers le bas avec un bouchon supérieur 14 formé d'une seule pièce sur un tablier cylindrique 13. Dans le tablier cylindrique 13 du pied de cartouche 1 1 sont prévues quatre ouvertures de grande surface en forme de fenêtres 15 qui, comme 2 5 le montre la figure 2, sont recouvertes d'une toile de tamisage 16. Sur le côté extérieur du tablier 13 du pied de cartouche 11, un joint à lèvre 17 est formé d'une seule pièce sous les ouvertures en forme de fenêtres 15. Un ressort métallique à spirale 18 est introduit par le bas à travers le pied de cartouche 1 1 en position coaxiale par rapport à celui-ci et s'appuie avec sa 3 0 section supérieure 1 8b sur le côté inférieur de la coupelle 8. Dans sa zone médiane 1 8c, avec laquelle il traverse la zone du couvercle du pied de cartouche 11, il est noyé dans celui-ci ou est fixé par injection dans celui-ci. Pour assurer un meilleur ancrage mécanique, les différentes spires du ressort sont ici pratiquement en contact direct entre elles. Une section extérieure 18a du ressort 18 dépasse vers le bas au-delà du pied de cartouche 1. La fabrication de la cartouche de sécheur de filtre 1 décrite ci-dessus a lieu de la manière suivante: Le côté supérieur formé par le couvercle 4 du boîtier de cartouche 2 est dirigé vers le bas et le boîtier est rempli avec les produits desséchants en vrac 10 jusqu'à ce que soit atteint un niveau de remplissage, qui dépasse la zone de la 10 paroi cylindrique 3 du boîtier de cartouche 2 munie d'ouvertures de passage 7. La coupelle 8 est alors introduite par l'extrémité du boîtier de cartouche 2, qui se trouve maintenant en haut et qui est ouverte, et est mise en contact avec le côté supérieur du remplissage en produits desséchants en vrac 10. Ensuite, le pied de cartouche 11 est, la section intérieure i8b du ressort à spirale 18 étant dirigée vers 15 l'avant, placé sur le côté supérieur encore ouvert du boîtier de cartouche 2 o il est fixé par crantage, ce qui aboutit à l'obturation du boîtier de cartouche 2. Lors de cette opération, la section 18a du ressort à spirale 18 s'étendant dans le volume intérieur est mise en contact avec la coupelle 8 et y est mise en contrainte. Les produits desséchants en vrac 10 sont maintenant soumis à une pression qui 2 0 empêche que les différentes particules de produits desséchants puissent bouger les unes par rapport aux autres, ce qui conduirait à une abrasion non souhaitable. La cartouche de sécheur de filtre 1 fabriquée de cette manière fait maintenant l'objet d'un montage dans le réservoir à liquides formant une partie intégrale du module de condenseur, ce montage ayant lieu par le fait qu'elle est 25 introduite par haut, alors que le pied de cartouche 11 et la section extérieure 18a du ressort à spirale 18 dépassant de celui-ci sont dirigés vers l'avant, et ceci jusqu'à ce que l'extrémité inférieure du ressort à spirale 18 bute contre le fond du réservoir à liquides. Lors de cette opération d'introduction, le joint à lèvre 17 s'appuie contre la paroi intérieure du réservoir à liquides. L'ouverture supérieure 3 0 du réservoir à liquides est maintenant obturée par un couvercle non représenté, qui s'appuie contre le côté frontal supérieur de forme circulaire de l'avancée 5 de la cartouche de sécheur de filtre 1. Lors de l'obturation du réservoir à liquides par le couvercle mentionné, l'ensemble de la cartouche de filtre 1 est poussé légèrement vers le bas, de sorte que la section 18a du ressort à spirale 18 dépassant vers le bas est comprimée et est mise sous contrainte. Ce ressort à spirale 18 presse 5 constamment l'avancée 5 de la cartouche de sécheur de filtre 1 en complémentarité de force contre le couvercle qui obture le réservoir à liquides du module de condenseur. Ceci permet d'éviter les bruits parasites. La figure 3 montre une coupe axiale d'un deuxième exemple de réalisation d'une cartouche de sécheur de filtre qui est très semblable à celui qui a été décrit 10 ci-dessus sur la base des figures 1 et 2. Les pièces correspondantes sont par conséquent désignées par les mêmes chiffres de références qui sont précédés du chiffre 100. La cartouche de sécheur de filtre 101 de la figure 3 ne se différencie de celle des figures 1 et 2 que par la conception du ressort à spirale 118, qui est 15 introduit par le bas à travers le pied de cartouche 111 jusqu'au contact avec la coupelle 108. Ce ressort à spirale 118 n'est pas noyé dans le couvercle 114 du pied de cartouche 111, mais le couvercle 114 est muni d'une ouverture de passage 120 à travers laquelle passe simplement le ressort à spirale 118. Sur le côté frontal supérieur du couvercle 114 du pied de cartouche 111, le ressort à spirale 118 20 change brusquement de diamètre, c'est-à-dire que la section i1 8b située au-dessus a un diamètre plus important que la section inférieure 1 18a. Avec cet agencement on obtient un effet similaire à celui qui est atteint par le ressort à spirale 18 de l'exemple de réalisation selon les figures 1 et 2: la section 118b du ressort à spirale 118 dépassant vers le haut au-delà du pied de 25 cartouche 111 soumet, par l'intermédiaire de la coupelle 108, les produits desséchants en vrac 110 constamment à une pression, et ceci déjà lorsque la cartouche de sécheur de filtre 101 n'est pas encore montée dans le réservoir à liquides correspondant du module de condenseur. Si, après ce montage de la cartouche de sécheur de filtre 1, la section i1 8a du ressort à spirale 118 dépassant 3 0 vers le bas est également comprimée, ceci n'a en premier lieu pas d'influence sur la force avec laquelle la section supérieure 1 8b agit sur la coupelle 108. Ce n'est que lorsque la force agissant sur la section de ressort inférieure 118a devient plus importante que la force avec laquelle la section supérieure 118b est mise en contrainte entre la coupelle 108 et le côté frontal supérieur du pied de cartouche 111 que la section supérieure 118b ferait l'objet d'une compression supplémentaire 5 et transmettrait la force plus importante sur la coupelle 108. Ceci n'est toutefois normalement pas le cas. Le troisième exemple de réalisation d'une cartouche de sécheur de filtre représenté sur les figures 4 et 5 est également largement en accord dans sa fonction avec les deux autres exemples de réalisation décrits cidessus. Les pièces 10 correspondantes sont par conséquent à nouveau désignées par les mêmes chiffres de références précédés cette fois du chiffre 200 par rapport aux figures 1 et 2. De manière identique, le boîtier de cartouche 202 est en accord avec les boîtiers de cartouche 2 ou 102 des deux premiers exemples de réalisation. Dans sa zone centrale, le pied de cartouche 211 est agencé comme le pied 1 5 de cartouche 111 de l'exemple de réalisation de la figure 3, c'est-àdire que le pied de cartouche 211 comprend aussi un couvercle 214 traversé par une ouverture de passage 220, sur lequel est prévue la liaison crantée 212 avec la paroi cylindrique 203 du boîtier de cartouche 202. Les grandes ouvertures en forme de fenêtres 215 prévues dans le tablier 213 du pied de cartouche 211 et la toile de tamisage 216 2 0 qui les recouvre ainsi que le joint à lèvre 217 formé à l'extérieur sont également en accord avec les composants correspondants de l'exemple de réalisation de la figure 3. La différence dans le cas de l'exemple de réalisation des figues 4 et 5 réside dans la conception des éléments de ressorts qui maintiennent d'une part 25 sous pression les produits desséchants en vrac 210 et qui pressent d'autre part l'ensemble de la cartouche de sécheur de filtre 201 vers le haut dans le réservoir à liquides du module de condenseur. Dans l'exemple de réalisation des figures 4 et 5, l'élément de ressort "intérieur" 218b se compose d'un tronçon de tuyau flexible en matériau 3 0 synthétique qui est fixé par injection directement dans le côté frontal supérieur du couvercle 214 du pied de cartouche 211 se composant d'un matériau synthétique correspondant, et ceci à l'aide d'un procédé d'injection à plusieurs composants. Contrairement au pied de cartouche rigide 211, le tronçon de tuyau flexible est toutefois souple. Sur le côté frontal supérieur du tronçon de tuyau flexible 218b, la coupelle 208 est également fixée d'une seule pièce par injection à l'aide d'un 5 procédé d'injection à plusieurs composants. Elle se compose à son tour d'un matériau d'une rigidité similaire au pied de cartouche 211 lui-même. L'élément de ressort extérieur 218a se compose également d'un tuyau flexible en matériau synthétique qui est fixé d'une seule pièce par injection dans le côté frontal inférieur de la paroi cylindrique 213 du pied de cartouche 211 à l'aide 10 d'un procédé d'injection à plusieurs composants. Ce tuyau flexible en matériau synthétique 218a dispose à son tour de l'élasticité dont il a besoin en tant qu'élément de ressort pour presser, dans le réservoir à liquides du module de condenseur, l'ensemble de la cartouche de sécheur de filtre 201 vers le haut dans un appui en complémentarité de force contre le couvercle obturant le réservoir à 1 5 liquides. Le pied de cartouche 211 de l'exemple de réalisation représenté sur les figures 4 et 5 constitue avec les éléments de ressorts 218a, 218b ainsi qu'avec la coupelle 208 une seule unité qu'il suffit, lors de la fabrication de la cartouche de sécheur de filtre 201, d'introduire dans le boîtier de cartouche 202 déjà rempli de 2 0 produits desséchants en vrac 10. Le nombre de pièces et le nombre d'opérations de montage sont par conséquent réduits par rapport aux exemples de réalisation des figures 1 à 3. REVENDICATIONS 1. Cartouche de sécheur de filtre pour le module de condenseur d'un climatiseur, en particulier d'un climatiseur de véhicule automobile avec a) un boîtier de cartouche dans la paroi duquel sont prévues des ouvertures de passage pour des fluides frigorigènes; b) un pied de cartouche inséré dans l'extrémité inférieure du boîtier de cartouche; c) une coupelle déplaçable disposée dans le boîtier de cartouche; d) des produits desséchants en vrac se trouvant entre le boîtier de cartouche et la coupelle; e) un dispositif de ressort intérieur, qui exerce une action sur la coupelle en direction des produits desséchants en vrac, caractérisée en ce f) que le boîtier de cartouche (2; 102; 202) n'est pas obturé à son extrémité supérieure par la mise en place d'une tête de cartouche mais 15 par un couvercle (4; 104; 204) formé dessus d'une seule pièce; g) que le dispositif de ressort intérieur (18b; 118b; 218b) est mis en contrainte entre la coupelle (8; 108; 208) et le pied de cartouche (11; 111; 211) disposé à l'extrémité inférieure du boîtier de cartouche (2 102; 202); h) qu'il est prévu un dispositif de ressort extérieur (18a; 118a; 218a) qui s'étend vers le bas à partir du pied de cartouche (11; 111; 211). 2. Cartouche de sécheur de filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de ressort intérieur (18b; 118b) et le dispositif de ressort extérieur (1 8a; i1 8a) sont formés par un seul ressort métallique (18; 25 118), qui s'étend à travers le pied de cartouche (11, 111) et qui s'appuie avec une zone médiane sur le pied de cartouche (11; 111). il 3. Cartouche de sécheur de filtre selon la revendication 2, caractérisée en ce que la zone médiane (1 8c) du ressort (18) est fixée par injection ou est noyée dans le pied de cartouche (11). 4. Cartouche de sécheur de filtre selon la revendication 3, 5 caractérisée en ce que le ressort (18) comprend dans sa zone médiane (18c) un pas ascendant des spires moins important que dans ses zones d'extrémité (1 8a, 18b). 5. Cartouche de sécheur de filtre selon la revendication 2, caractérisée en ce que le ressort (118) possède dans sa zone intérieure (118b) dirigée vers la coupelle (108) un diamètre plus important que dans sa zone 10 extérieure (11 8a) et en ce qu'il s'appuie avec le palier ainsi formé entre les deux zones (1 18a, 1 8b) sur une surface frontale du pied de cartouche (111). 6. Cartouche de sécheur de filtre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif de ressort intérieur (218b) et le dispositif de ressort extérieur (218a) se composent de matériau élastomère. 7. Cartouche de sécheur de filtre selon la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif de ressort intérieur (218b) et le dispositif de ressort extérieur (218a) se composent de matériau synthétique élastomère et sont fixés par injection directement sur le pied de cartouche (211) à l'aide d'un procédé d'injection à plusieurs composants. 8. Cartouche de sécheur de filtre selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que la coupelle (208) se compose de matériau synthétique et est fixée par injection directement sur le dispositif de ressort intérieur (218b) à l'aide d'un procédé d'injection à plusieurs composants