Brevet FR2895204A1 — publié le 20070622

Optimisation d'un dispositif de chauffage Le secteur technique de la presente invention est celui des dispositifs de chauffage ou radiateur de type electrique destines a etre montes dans une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un vehicule automobile. Elie concerne en particulier un radiateur de chauffage dit additionnel muni de resistances electriques, par exemple des resistances a coefficient de temperature positif (CTP), pour realiser un appoint de chaleur pratiquement immediat dans les vehicules deficient en chaleur au demarrage. Les radiateurs de 1'art anterieur presente un corps de chauffe traverse par le flux d'air a rechauffer a 1'interieur de 1'installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation du vehicule. Ces radiateurs electriques sont congus en fonction de la demande du fabricant automobile, c'est-a-dire de la place allouee pour integrer un tel radiateur ainsi que le type et la forme du connecteur present sur le faisceau electrique du vehicule. En effet, les electrodes qui conduisent le courant electrique vers les pierres a effet CTP sont mises en forme pour se prolonger dans le connecteur de raccordement. Chaque radiateur presente une forme de connecteur apte a recevoir le connecteur du faisceau differente d'un constructeur automobile a 1'autre. Cette disparite dans la forme des connecteurs entralne des inconvenients majeurs. Un des principaux inconvenients est quill n'est pas possible de standardiser les elements communs des radiateurs specifiques a chaque constructeur avec pour consequence une augmentation des couts de fabrication accompagnee d'une augmentation des couts relatifs a la logistique. En effet, les differentes references de radiateurs imposent une gestion des stocks compliquee et coQteuse. Le but de la presente invention est donc de resoudre les inconvenients decrits ci-dessus principalement en standardisant la fabrication du corps de chauffe du radiateur et en reportant la mise en version, c'est-a-dire l'adaptation au connecteur du constructeur, sur une piece plus petite, moms cofteuse a fabriquer et plus facile a stocker. Cette piece est un connecteur qui fait le lien mecanique et electrique entre le corps de chauffe et le connecteur du constructeur, ce connecteur presentant une premiere interface standardisee pour se monter sur le corps de chauffe et une deuxieme interface modulable et adaptable en fonction de la forme du connecteur monte sur le faisceau electrique du constructeur. Dans la meme optique, la gestion electronique de commande du dispositif de chauffage est souvent dependante de chacun des constructeurs automobiles ce qui va aussi a 1'encontre de la standardisation des elements constituant un radiateur electrique. C'est pourquoi le dispositif de chauffage selon 1'invention ne presente pas de module de commande electronique et se limite a la partie puissance du radiateur electrique. L'invention a donc pour objet un dispositif de chauffage de type electrique, notamment destine a rechauffer un flux d'air traversant une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un vehicule automobile, comprenant : - un corps de chauffe constitue d'un cadre dans lequel est installe au moms un element chauffant, - un connecteur destine a relier 1'element chauffant a une alimentation electrique en provenance du vehicule, caracterise en ce que le connecteur presente une premiere interface vouee a etre reliee a 1'element chauffant et une deuxieme interface destinee a se connecter a 1'alimentation electrique en provenance du vehicule. Selon une premiere caracteristique de 1'invention, le connecteur comporte au moms deux conducteurs electriques relies d'un cote a 1'element chauffant et de 1'autre a 1'alimentation electrique. Selon une deuxieme caracteristique de 1'invention, 1'element chauffant est constitue de deux electrodes entre lesquels sont installes deux dissipateurs, les deux dissipateurs enserrant au moins une pierre a effet CTP, ladite pierre et les dissipateurs etant relies par collage. Selon une autre caracteristique de 1'invention, au moins un des conducteurs electriques est relie de maniere inamovible a au moins une des electrodes de 1'element chauffant. Selon encore une caracteristique de 1'invention, la deuxieme interface coopere de maniere amovible avec un connecteur complementaire electriquement relie a 1'alimentation electrique du vehicule par 1'intermediaire d'un faisceau. Selon encore une autre caracteristique de 1'invention, le connecteur complementaire prend la forme d'une partie male apte a penetrer dans une partie femelle formee dans la deuxieme interface. La premiere interface presente au moins un moyen de retenu pour fixer le connecteur sur le cadre. Avantageusement, la deuxieme interface comporte au moins un moyen de retenu du connecteur complementaire quand la partie male est inseree dans la partie femelle. Avantageusement encore, la premiere interface est standardisee alors que la deuxieme interface est adaptable a la forme du connecteur complementaire du faisceau du vehicule. L'invention vise aussi un procede d'assemblage d'un dispositif de chauffe, ledit dispositif comprenant un corps de chauffe constitue d'un cadre dans lequel est installe au moins un element chauffant et un connecteur destine a relier 1'ulement chauffant a une alimentation electrique en provenance d'un vehicule, procede consistant a : - fixer le connecteur sur le cadre a 1' aide de moyens de retenu, - relier electriquement de maniere inamovible au moins un conducteur electrique dudit connecteur a 1'ulement 35 chauffant. D'autres caracteristiques, details et avantages de 1'invention ressortiront plus clairement a la lecture de la description donnee ci-apres a titre indicatif en relation avec des dessins. Ces dessins pourront non seulement servir a mieux faire comprendre la presente invention, mais aussi contribuer a sa definition, le cas echeant. Ces dessins sont : - une figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de chauffage ou radiateur selon 1'invention, - une figure 2 est une vue de details illustrant la constitution d'un element chauffant du dispositif de chauffage selon 1'invention, -une figure 3 est une vue en perspective du connecteur 10 detache du corps de chauffe dans le dispositif selon 1'invention, - une figure 4 est une vue de details de la figure 3, - une figure 5 est une vue illustrant le connecteur source a proximite du connecteur du dispositif de chauffage 15 selon 1'invention. La figure 1 illustre un dispositif de chauffage 1 de type electrique destine a rechauffer un flux d'air. Ce type de radiateur electrique est utilise dans les vehicules automobiles pour faire un appoint de chaleur pratiquement 20 immediat. I1 est habituellement place transversalement dans la veine d'air principale de 1'installation de sorte a transformer 1'energie electrique prelevee sur le vehicule en energie thermique restituee dans fair traversant 1'installation de climatisation. Le dispositif de chauffage 25 1 selon 1'invention ne comprend pas de module electronique de commande. En effet, la gestion de commande de ce radiateur electrique est localisee ailleurs sur le vehicule, par exemple dans un calculateur electronique de climatisation ou dans un calculateur electronique 30 d'habitacle. Ce dispositif est constitue d'un corps de chauffe 2 et d'un connecteur 3, ce dernier permet de relier electriquement le radiateur electrique a 1'alimentation ou source sur le vehicule. 35 Le corps de chauffe 2 est constitue d'un cadre 4 en plastique, par exemple en polypropylene ou en polyamide, a 1'interieur duquel sont integres des elements chauffants 5. Chaque element est susceptible de dissiper une puissance de 1'ordre de 330 watts. Le radiateur electrique comprend trois elements chauffants si bien que ce radiateur electrique peut dissiper une puissance totale voisine de 1000 watts. La zone de chauffe du cadre 4 est terminee par un logement 15 de dimension sensiblement identique a la zone de chauffe, c'est-a-dire que ce logement s'etend sur la largeur de la zone de chauffe. Ce logement 15 regoit le connecteur 3. Ce dernier comporte une premiere interface (decrit en detail en reference a la figure 4) qui s'etend a 1'interieur du logement 15, la partie accessible etant constituee d'un bord d'accostage 16 et d'une deuxieme interface 17 destine a se connecter a 1'alimentation electrique en provenance du vehicule. Le bord d'accostage 16 comporte une rainure peripherique 18 dans lequel un joint peut etre positionne de sorte a assurer 1'&tancheite a 1'air entre l'interieur de 1'installation de climatisation ou s'etend le cadre 4 et 1'exterieur de 1'installation ou s'etend le bord d'accostage 16 et la deuxieme interface 17. Le bord d'accostage 16 comprend en outre deux oreillettes 19 et 20 qui s'&tendent lateralement et au travers desquelles est prevu un trou de fixation. Ces trois de fixation en combinaison avec le cadre 4 permettent de maintenir solidement le radiateur electrique en position dans 1'installation de ventilation, chauffage et ou climatisation. La figure 2 montre un element chauffant 5 autrement appele barreau chauffant. Cet element chauffant est constitue de deux electrodes conductrices 21 et 22 qui s'&tendent longitudinalement. Chacune de ces electrodes presente une forme generale en o C dans son plan longitudinal car les deux extremit&s 24 et 25 de l'electrode sont repliees vers un meme point. L'extremite referencee 25 comporte en outre une terminaison 26 formee par pliage de 1'electrode 21. A titre d'exemple, le materiau utilise pour la fabrication de 1'electrode est le laiton ou le cuivre &tame, ou encore 1'aluminium. La forme en o C >> de 1'electrode permet d'enfermer un ruban metallique repli& sur lui-meme a intervalle regulier de sorte a former un dissipateur 27 thermique autrement appele intercalaire. Pour des raisons de clarte, les dissipateurs thermiques 27 ne sont representes que partiellement, la partie non representee stant identique a la representation apparente sur la figure 2. L'element chauffant 5 comporte donc deux electrodes 21 et 22 placees en vis-a-vis 1'une par rapport a 1'autre. Ces deux electrodes enserrent les deux dissipateurs thermiques 27 pour venir en appui contre des pierres a effet CTP 28 (Coefficient de Temperature Positif). Dans 1'exemple represents sur cette figure, on constate que 1'elsment chauffant 5 comporte six pierres a effet CTP 28 espacees les unes des autres par un lsger intervalle. Les pierres a effet CTP 28 sont maintenues collees sur les dissipateurs 27 au moyen d'une colle thermique mais suffisamment forte pour octroyer un contact electrique entre le dissipateur 27 et la pierre a effet CTP 28. I1 faut noter les electrodes 21 et les dissipateurs 27 qui leur sont dediees sont parcourus par des potentielles electriques diffsrents de sorte a alimenter electriquement les deux faces de la pierre 28 a effet CTP. La figure 3 illustre en eclate le cadre 4 et le connecteur 3. Lorsque trois elements chauffants 5 du type de ceux decrits en rapport avec la figure 2 sont installes dans le cadre 4, on a alors une rangee de six terminaisons 26 a alimenter en energie electrique. Le connecteur 3 comporte ici 5 conducteurs electriques 29a a 29e relies d'un cote aux elements chauffants et de 1'autre a 1'alimentation electrique en provenance du vehicule. Ce connecteur comprend une premiere interface 30 et la deuxieme interface 17. La premiere interface 30 coopere avec le logement 15, ce dernier presentant une forme generale rectangulaire qui definit un volume interieur daps lequel s'insere la premiere interface 30. On notera a ce stade de la description que la forme des elements decrits n'est pas dictee par les considerations d'ordre technique du constructeur automobile. La deuxieme interface 17 est la zone qui va s'adapter aux contraintes de chacun des constructeurs automobiles. En effet, la forme de cette interface est dictee par la forme specifique d'un connecteur source electriquement relie a 1'alimentation electrique du vehicule par 1'intermediaire de son faisceau. Ce connecteur source peut prendre differente forme exterieure et comporter des moyens de blocage radicalement different d'un constructeur a 1'autre. La figure 4 represente de maniere plus detainee le connecteur 3 et le logement 15. La premiere interface 30 presente une zone de guidage 31 moulee dans le meme materiau que celui dans lequel le connecteur 3 est fabrique. La zone de guidage 31 comporte deux guides 32 et 33, ces derniers presentant une forme exterieure complementaire a celle du volume interieur du logement 15 de sorte a coulisser dans le logement 15. La zone de guidage 31 comporte par ailleurs deux plots de solidarisation 33 et 34 qui cooperent avec des trous 35 et 36 pratiques dans la paroi externe du logement 15 de sorte a maintenir et fixer le connecteur 3 sur le cadre 4. Les plots de solidarisation 33 et 34 s'etendent dans le meme plan que le bord d'accostage 16 et comportent chacun un chanfrein reference 37 et 38 pour faciliter 1'insertion de la premiere interface 30 dans le logement 15. Au cours de cette insertion, les parois du logement 15 se deforment sous 1'effort des plots de solidarisation jusqu'a ce que ces derniers penetrent dans leurs trous respectifs 35 et 36. Les plots de solidarisation 33 et 34 ainsi que leurs trous respectifs 36 et 35 definissent ensemble les moyens de retenu du connecteur 3 dans le cadre 4. On constate sur cette figure que certains des conducteurs electriques 29a a 29e alimentent deux elements chauffant a la fois. En effet, le conducteur 29b presente une premiere extremite 39 et une deuxieme extremite 40. Ces deux extremites prennent la forme d'un plat elargi par rapport au conducteur electrique 29b et s'etendent dans deux plans paralleles mais differents. On notera par ailleurs que le bord d'accostage 16 comporte a sa peripherie des zones de renfort 41 dont la fonction est d'augmenter la resistance mecanique du bord d'accostage. Lorsque le connecteur 3 est insere dans le cadre 4, on relie de maniere inamovible les extremites des conducteurs electriques 29a-29e aux terminaisons des electrodes de 1'element chauffant. Cette liaison inamovible se fait par soudage, brasage, rivetage, sertissage de fagon a limiter les resistances de contact et reduire au mieux 1'encombrement de la connexion. La figure 5 montre une extremite du dispositif de chauffage 1 et un connecteur source 42 relie au faisceau (non represents) du vehicule. Ce connecteur source 42 amene la puissance electrique necessaire a 1'alimentation du dispositif de chauffage 1 et est monte de maniere amovible sur la deuxieme interface 17 du connecteur 3. La deuxieme interface 17 prend la forme d'une partie male de sorte a penetrer dans une partie femelle materialisee par le connecteur source 42. Ce dernier prssente un moyen de retenu constitue d'un loquet 43 et d'au moins un ergot 44. Le loquet 43 coulisse dans le connecteur source 42 quand ce dernier est insere sur la deuxieme interface 17. Les ergots 44 cooperent alors avec un coulisseau pratique dans la paroi interne du loquet 43. On notera dans la description ci-dessous qu'il n'est pas fait mention d'un quelconque dispositif de commande du type transistor ou carte electronique de commande integre au dispositif de chauffage, ce dernier se limitant a des composants facilement standardisables a 1'exception du connecteur 3. On comprendra aussi que le connecteur 3 est une piece 30 distincte du cadre 4 dont les fonctions sont : - de raccorder electriquement le connecteur source 42 du vehicule aux elements chauffants installes dans le cadre 4, - de s'adapter a la forme specifique du connecteur 35 source 42 au moyen de la deuxieme interface 17. L'invention vise par ailleurs le procede d'assemblage d'un dispositif de chauffe 1 tel que decrit ci-dessus, dans lequel on : - solidarise le connecteur 3 sur le cadre 4 a 1'aide des moyens de retenu (33, 34, 35, 36), en particulier grace a la cooperation entre les plots de solidarisation 33 et 34 et les trous correspondants 36 et 35, - relit electriquement de maniere inamovible au moins 5 un des conducteurs electriques 29a a 29e du connecteur 3 a au moins un des elements chauffants 5. La description ci-dessus fait reference a 1'utilisation de pierres a effet CTP mais 1'invention couvre aussi un radiateur electrique utilisant un polymere a effet CTP. 10 Dans ce dernier cas, le polymere a effet CTP se presente sous la forme d'un ruban pris en sandwich entre les dissipateurs 27 et relie a ceux-ci par collage. Par ailleurs, it sera bien entendu compris que 1'alimentation electrique du vehicule par 1'intermediaire 15 d'un faisceau vers le dispositif de chauffage selon 1'invention se fera par exemple via des organes de commutation situes en dehors du dispositif de chauffage 1. Ces organes de commutation sont par exemple des relais, transistors et/ou fusibles. 20 REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage (1) de type electrique destine a rechauffer un flux d'air traversant notamment une installation de ventilation, chauffage et/ou climatisation d'un vehicule automobile, comprenant : - un corps de chauffe (2) constitue d'un cadre (4) dans lequel est installe au moms un element chauffant (5), - un connecteur (3) destine a relier 1'element chauffant (5) a une alimentation electrique en provenance du vehicule, caracterise en ce que le connecteur (3) presente une premiere interface (30) vouee a etre reliee au corps de chauffe et une deuxieme interface (17) destinee a se connecter a 1'alimentation electrique en provenance du vehicule. 2. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication 1, caracterise en ce que le connecteur (3) comporte au moms deux conducteurs electriques (29a-29e) relies d'un cote a 1'element chauffant (5) et de 1'autre a 1'alimentation electrique. 3. Dispositif de chauffage (1) selon 1'une des revendications 1 ou 2, caracterise en ce que 1'element chauffant (5) est constitue de deux electrodes (21) entre lesquelles sont installes deux dissipateurs (27), les deux dissipateurs (27) enserrant au moms une pierre effet CTP (28), ladite pierre et les dissipateurs etant relies par collage. 4. Dispositif de chauffage (1) selon la revendication 3, caracterise en ce qu'au moms un des conducteurs electriques (29a-29e) est relie de maniere inamovible a au moms une des electrodes (21) de 1'element chauffant (5). 5. Dispositif de chauffage (1) selon 1'une quelconque des revendications 1 a 4, caracterise en ce que la deuxieme interface (17) coopere de maniere amovible avec un connecteur source (42) electriquement relie a 1'alimentation electrique du vehicule par 1'intermediaire d'un faisceau. 6. Dispositif de chauffage selon 1'une quelconque des revendications 1 a 5, caracterise en ce que la premiere interface (30) presente au moms un moyen de retenu (33,34, 35, 36) pour fixer le connecteur (3) sur le cadre (4). 7. Dispositif de chauffage (1) selon 1'une quelconque des revendications 1 a 6, clans lequel le cadre (4) comprend un logement (15) qui receptionne dans son volume interieur la premiere interface (30), ladite premiere interface (30) et le corps de chauffe (2) sont standardises alors que la deuxieme interface (17) est adaptable a la forme du connecteur source (42). 8. Procede d'assemblage d'un dispositif de chauffe (1), ledit dispositif comprenant un corps de chauffe (2) constitue d'un cadre (4) dans lequel est installe au moms un element chauffant (5) et un connecteur (3) destine a relier 1'element chauffant (5) a une alimentation electrique en provenance d'un vehicule, procede consistant a . - solidariser le connecteur (3) sur le cadre (4) a 1'aide de moyens de retenu (33, 34, 35, 36), - relier electriquement de maniere inamovible au moms un conducteur electrique (29a-29e) dudit connecteur (3) a 20 1'element chauffant (5).