Brevet FR2957746A1 — publié le 20110923

Elément résistif pour un radiateur électrique et procédé de réalisation d'un tel élément résistif. Domaine technique de l'invention. L'invention est du domaine des installations de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. Elle a pour objet un élément résistif pour un barreau chauffant d'un radiateur électrique équipant une telle installation. Elle a aussi pour objet un tel barreau chauffant ainsi qu'un tel radiateur électrique. Elle a enfin pour objet un procédé de réalisation d'un tel barreau chauffant. Etat de la technique. Un véhicule automobile est couramment équipé d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation pour modifier les paramètres aérothermiques de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Ladite installation est principalement constituée d'un boîtier réalisé en matière plastique et logé sous une planche de bord du véhicule. La modification des paramètres aérothermiques est obtenue à partir de la délivrance à l'intérieur de l'habitacle d'un flux d'air qui circule préalablement à l'intérieur de ladite installation. Pour réchauffer le flux d'air, ladite installation loge un radiateur principal qui participe d'un circuit de refroidissement d'un moteur du véhicule. Pendant un laps de temps suivant la mise en marche du moteur, le radiateur principal est souvent insuffisant pour réchauffer le flux d'air à une température de confort souhaité par un utilisateur du véhicule. Pour remédier à cet inconvénient, il est connu de loger à l'intérieur de ladite installation un radiateur électrique qui est apte à compléter l'échauffement du flux d'air procuré par le radiateur principal. Le radiateur électrique comprend une pluralité de barreaux chauffants. Chaque barreau chauffant comporte une résistance du type résistance à coefficient de température positif connue sous l'appellation « CTP ». La résistance est bordée par deux électrodes reliées à une source d'alimentation électrique. Le passage d'un courant électrique entre les électrodes et à l'intérieur de la résistance provoque un échauffement de cette dernière par effet Joule. Chaque électrode est en contact avec un dissipateur à travers lequel circule le flux d'air. La chaleur émise par la résistance est transmise par conduction au dissipateur. Ce dernier est par exemple formé d'ailettes issues d'un feuillard métallique replié sur lui-même. La traversée de l'élément chauffant, et plus particulièrement des dissipateurs, par le flux d'air permet un échauffement de ce dernier. A titre d'exemple, on pourra se reporter au document FR2,906,602 (VALEO SYSTEMES THERMIQUES BRANCHE THERMIQUE HABITACLE) qui décrit un tel radiateur électrique. La résistance est obtenue à partir d'un procédé comprenant une étape de frittage d'une barre de poudre céramique. A l'issue de l'étape de frittage, la résistance présente fréquemment une conformation arquée. Une telle conformation constitue un inconvénient pour mettre en oeuvre un procédé de réalisation du barreau chauffant à partir de l'assemblage de la résistance, des électrodes et des dissipateurs. De plus, La conformation arquée de la résistance est d'autant plus accentuée que cette dernière présente une épaisseur faible. Il en résulte que les fabricants de radiateurs électriques sont contraints à utiliser des résistances d'épaisseur importante ce qui augmente l'encombrement et le poids du radiateur électrique et ce qui tend à réduire une surface offerte pour le passage du flux d'air au travers du radiateur électrique. De plus, la courbure de la résistance est sensible à la longueur de la résistance. La conformation arquée de la résistance est d'autant plus accentuée que cette dernière est longue. Ainsi, obtenir une résistance de longueur importante est difficile à réaliser. Enfin, il résulte aussi de la conformation arquée de la résistance un taux de rejet important de cette dernière dont la forme n'est pas compatible avec le procédé d'assemblage. Un tel taux de rejet engendre des coûts de fabrication importants ce qui est préjudiciable. II en découle finalement une situation insatisfaisante tant au regard du procédé habituel de réalisation du barreau chauffant qu'au regard de la structure courante de la résistance. Objet de l'invention. Le but de la présente invention est de proposer un élément résistif utilisé pour former une résistance d'un barreau chauffant pour un radiateur électrique destiné à être logé à l'intérieur d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile, la structure proposée de l'élément résistif étant simple et aisée à mettre en oeuvre, une telle structure évitant néanmoins un taux de rejet excessif de résistance issue d'un tel élément résistif, tout en permettant d'obtenir un radiateur électrique léger et peu encombrant, à partir de la mise en oeuvre d'un procédé de réalisation du barreau chauffant qui est simple et rapide. Un élément résistif de la présente invention est un élément résistif pour un barreau chauffant d'un radiateur électrique destiné à équiper une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. L'élément résistif est pourvu d'au moins une zone de fragilisation. La zone de fragilisation est préférentiellement constituée d'au moins une encoche ménagée en une zone périphérique de l'élément résistif. Les zones de fragilisation sont par exemple en pluralité. Dans ce cas, et selon deux variantes distinctes, elles sont soit équiréparties, soit en concentration supérieure sur un premier segment de l'élément résistif par 25 rapport à une concentration sur un deuxième segment de l'élément résistif. L'élément résistif est notamment cintré. Un procédé de réalisation d'un barreau chauffant à partir d'un tel élément résistif 30 comprend préférentiellement une étape de formation de la zone de fragilisation de l'élément résistif. 320 Ladite étape de formation est par exemple simultanée à une étape de frittage d'une barre de poudre pour obtenir l'élément résistif. Ladite étape de formation consiste par exemple à ménager la zone de fragilisation à l'aide d'un outil contondant. Le procédé comprend avantageusement une étape de rupture consistant à rompre la zone de fragilisation à partir d'une application d'une pression P sensiblement orthogonalement à une direction générale d'extension D de l'élément résistif. Un barreau chauffant obtenu à partir de la mise en oeuvre d'un tel procédé comporte avantageusement une résistance qui est formée de fragments issus d'une rupture de l'élément résistif. Un radiateur électrique de la présente invention comprend au moins un tel barreau chauffant. Description des figures. 20 La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va en être faite d'exemples de réalisation, en relation avec les figures des planches annexées, dans lesquelles : La fig.1 est une vue de face d'un radiateur électrique selon la présente invention. 25 Les fig.2 et fig.3 sont des vues schématiques de variantes de réalisation d'un élément résistif duquel est issue une résistance constitutive du radiateur électrique représenté sur la figure précédente. Les fig.4 et fig.5 sont des vues schématiques d'étapes respectives et successives d'un procédé de réalisation d'un barreau chauffant constitutif du radiateur 30 électrique illustré sur la fig.1.15 Sur la fig.1, un radiateur électrique 1 est destiné à être logé à l'intérieur d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile. Ladite installation est prévue pour modifier les paramètres aérothermiques de l'air contenu à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. A cet effet, ladite installation est principalement constituée d'un boîtier à l'intérieur duquel circule un flux d'air 2 préalablement à la délivrance de ce dernier hors du boîtier vers l'habitacle du véhicule. Le radiateur électrique 1 est notamment un radiateur électrique additionnel qui est prévu pour apporter un chauffage complémentaire du flux d'air 2 à un chauffage principal de ce dernier procuré par un radiateur principal. Ce dernier est par exemple constitutif d'un circuit de refroidissement d'un moteur du véhicule. Dans ce cas, le radiateur électrique 1 est préférentiellement mis en oeuvre immédiatement après une mise en marche du moteur du véhicule, c'est-à-dire pendant un laps de temps au cours duquel le radiateur principal n'est pas à même de fournir suffisamment de chaleur au flux d'air 2, en rapport avec un confort thermique souhaité par un utilisateur du véhicule. Le radiateur électrique 1 est toutefois apte à être le seul moyen de chauffage du flux d'air 2, par exemple lorsque ce dernier circule à l'intérieur d'un boîtier constitué d'une console additionnelle de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation disposée à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Le radiateur électrique 1 comprend un bloc chauffant 3 qui est à même de réchauffer le flux d'air 2 lors de la traversée du radiateur électrique 1 par le flux d'air 2. Le bloc chauffant 3 est constitué de trois barreaux chauffants 4 superposés les uns sur les autres. Le nombre de barreaux chauffants 4 formant le bloc chauffant 3 est quelconque en étant supérieur à un. Chaque barreau chauffant 4 est d'une conformation allongée selon une direction générale d'extension D. La direction générale d'extension D s'étend dans le plan de la figure 1 tandis que le flux d'air 2 circule perpendiculairement au plan de la figure 1, et plus particulièrement du devant du plan de la figure 1 vers l'arrière du plan de la figure 1. Chaque barreau chauffant 4 comporte une première extrémité 5 reçue par emboitement à l'intérieur d'un connecteur 7 et une deuxième extrémité 6 reçue par emboîtement à l'intérieur d'un talon 8. Le talon 8 et le connecteur 7 sont réalisés en matière plastique et sont pourvus de moyens respectifs de fixation 9 au boîtier de ladite installation. De tels moyens de fixation 9 sont indifféremment des moyens de fixation par emboîtement, par clipage, par clipsage ou analogue. Un barreau chauffant 4 comprend une résistance 10, deux électrodes métalliques 11 et deux dissipateurs 12. La résistance 10 s'échauffe par effet Joule lorsqu'un courant électrique circule à son travers. Le courant électrique est délivré à la résistance 10 par l'intermédiaire des électrodes métalliques 11 qui sont rapportées, notamment par collage ou analogue, sur deux faces opposées de la résistance 10. Les électrodes métalliques 11 sont alimentées en courant électrique à partir d'une source d'alimentation électrique distante par l'intermédiaire de moyens de connexion 13 portés par le connecteur 7. Chaque électrode métallique 11 est interposée entre la résistance 10 et un dissipateur 12 qui est rapporté par brasage ou analogue sur l'électrode métallique 11. Le dissipateur 12 est obtenu à partir d'un feuillard métallique replié sur lui- même en accordéon. Le dissipateur 12 est prévu pour faciliter un échange de chaleur entre le flux d'air 2 et la résistance 10. En d'autres termes, le dissipateur 12 est adapté pour transmettre efficacement la chaleur procurée par la résistance 10 au flux d'air 2. Selon une variante non représentée, le barreau chauffant 4 comprend une résistance 10, deux électrodes métalliques 11 et deux dissipateurs 12 et est configuré de la manière suivante. La résistance 10 est interposée entre les deux dissipateurs 12. Autrement dit, la résistance est en contact avec les deux dissipateurs 12. Chaque dissipateur 12 porte une électrode métallique 11 du côté opposé à celui en contact avec la résistance 10. La liaison mécanique entre la résistance, les dissipateurs 12 et les électrodes 11 est réalisée par collage. Pour permettre une réalisation simple, optimisée et peu couteuse d'un tel barreau chauffant 4 et subsidiairement d'un tel radiateur électrique 1, il est proposé par la présente invention que la résistance 10 soit constituée de fragments issus de la rupture d'un élément résistif 14, cintré selon un rayon de courbure R, et pourvu d'au moins une zone de fragilisation 15, tel qu'illustré sur les fig.2 et fig.3. Aussi, dans la présente description de l'invention, on nomme résistance 10 la pièce obtenue après la mise en oeuvre du procédé de la présente invention qui est appliqué à l'élément résistif 14. Une résistance 10 de la présente invention est reconnaissable en ce que cette dernière est formée de fragments d'une même pièce originelle constituée de l'élément résistif 14 de la présente invention. Il est ainsi proposé par la présente invention que le barreau chauffant 4 soit réalisé à partir d'un élément résistif 14 dont la structure est prévue pour permettre une linéarisation et/ou une planification de l'élément résistif 14 selon la direction générale d'extension D, cette linéarisation et/ou planification étant obtenue à partir d'une fragmentation de l'élément résistif 14 en une pluralité de morceaux. Ces dispositions permettent de réaliser un barreau chauffant 4 à partir d'éléments résistifs 14 de conformation respective relativement quelconque, notamment cintrée, et accessoirement différente l'une des autres. En effet, la conformation de l'élément résistif 14 peut être quelconque en raison du fait que la présente invention propose d'annuler cette conformation en rompant l'élément résistif 14 au niveau de la zone de fragilisation 15 que ce dernier comporte. La zone de fragilisation 15 est par exemple constituée d'une encoche ménagée en une zone périphérique de l'élément résistif 14. L'encoche est indifféremment constituée d'une entaille ménagée sur un bord de l'élément résistif 14 et/ou d'une rainure ménagée le long d'un périmètre de l'élément résistif 14. L'encoche et la rainure sont formées d'un manque de matière affectant la surface de l'élément résistif 14. La zone de fragilisation 15 est par exemple réalisée au cours d'une opération de mise en forme de l'élément résistif 14. Plus particulièrement, lorsque l'élément résistif 14 est constitué d'une barre céramique, la zone de fragilisation 15 est préférentiellement réalisée au cours d'une opération de frittage d'une poudre céramique pour former l'élément résistif 14. Dans ce cas là, la zone de fragilisation 15 est formée au cours du frittage, par exemple à partir d'un moule comportant une forme complémentaire à la zone de fragilisation 15. Une telle méthode est privilégiée lorsque l'élément résistif 14 est constitué de matériaux durs et/ou à l'usinage délicat, tels qu'une céramique. La zone de fragilisation 15 est par exemple encore réalisée à partir d'une incision ménagée à l'aide d'un objet contondant, tel qu'une scie, une lime, un ciseau ou analogue. Une telle méthode est par exemple envisageable lorsque l'élément résistif 14 est constitué de polymères dont l'usinage est aisé. Lorsque l'élément résistif 14 comporte une pluralité de zones de fragilisation 15, ces dernières sont par exemple équiréparties sur une longueur L2 de l'élément résistif 14, tel qu'illustré sur la fig.2. Dans ces conditions, la résistance 10 issue de la fragmentation de l'élément résistif 14 est constituée de fragments de longueur respective sensiblement équivalente. Il en résulte une capacité de chauffage de la résistance 10 qui est également répartie le long de cette dernière, et consécutivement le long du radiateur électrique 1. Lorsque l'élément résistif 14 comporte une pluralité de zones de fragilisation 15, ces dernières sont par exemple en concentration supérieure sur un premier segment 16 de l'élément résistif 14 par rapport à un deuxième segment 17 de l'élément résistif 14. Dans ces conditions, le premier segment 16 présente un nombre de zones de fragilisation 15 supérieur au nombre de zones de fragilisation 15 du second segment 17, par exemple deux à cinq fois plus. Sur la fig.3, le premier segment 16 est constitué d'une partie médiane de l'élément résistif 14 tandis que le deuxième segment 17 est formé des extrémités de l'élément résistif 14. II en résulte une capacité de chauffage de la résistance 10 issue de la fragmentation de l'élément résistif 14 qui est supérieure au niveau du premier segment 16 par rapport au deuxième segment 17, en raison d'une surface de contact entre la résistance 10 et les électrodes métalliques 11 qui est supérieure au niveau du premier segment 16 par rapport au deuxième segment 17. Il en découle finalement une faculté de contrôler une répartition différenciée d'une puissance de chauffage du radiateur électrique 1 le long d'une longueur LI de la résistance 10. Les zones de fragilisations 15 sont indifféremment ménagées symétriquement sur des faces opposées 18 de l'élément résistif 14 tel qu'illustré sues les fig.2 et fig.3, ou encore sont ménagées en alternance sur l'une et l'autre des faces opposées de l'élément résistif 14. Un procédé de réalisation d'un barreau chauffant 4 d'un radiateur électrique 1 comprend avantageusement : - une étape de formation d'au moins une zone de fragilisation 15, tel que décrite ci-dessus, une étape de rupture de la zone de fragilisation 15, à partir d'une application d'une pression P sensiblement orthogonalement à la direction générale d'extension D de l'élément résistif 14, tel qu'illustré sur la fig.4. Lors de l'étape de rupture, la pression P est par exemple appliquée sur l'élément résistif 14 interposé entre les électrodes métalliques 11 lors du collage de ces dernières sur l'élément résistif 14. Une fois les zones de fragilisation 15 rompues, la résistance 10 formée des fragments de l'élément résistif 14 est bordée par les électrodes métalliques 11, tel qu'illustré sur la fig.5.25 Revendications. 1.- Elément résistif (14) pour barreau chauffant (4) d'un radiateur électrique (1) destiné à équiper une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un véhicule automobile, caractérisé en ce que l'élément résistif (14) est pourvu d'au moins une zone de fragilisation (15). 2.- Elément résistif (14) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la zone de fragilisation (15) est constituée d'au moins une encoche ménagée en une zone périphérique de l'élément résistif (14). 3.- Elément résistif (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones de fragilisation (15) sont en pluralité et sont équiréparties. 4.- Elément résistif (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les zones de fragilisation (15) sont en pluralité et sont en concentration supérieure sur un premier segment (16) de l'élément résistif (14) par rapport à une concentration sur un deuxième segment (17) de l'élément résistif (14). 5.- Elément résistif (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément résistif (14) est cintré. 6.- Procédé de réalisation d'un barreau chauffant (4) à partir d'un élément résistif (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé de réalisation comprend une étape de formation de la zone de fragilisation (15) de l'élément résistif (14). 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite étape de formation est simultanée à une étape de frittage d'une barre de poudre pour obtenir l'élément résistif (14). 10 8.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite étape de formation consiste à ménager la zone de fragilisation (15) à l'aide d'un outil contondant. 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le procédé comprend une étape de rupture consistant à rompre la zone de fragilisation (15) à partir d'une application d'une pression P sensiblement orthogonalement à une direction générale d'extension D de l'élément résistif (14). 10.- Barreau chauffant (4) obtenu à partir de la mise en oeuvre du procédé selon les revendications 6 à 9, caractérisé en ce que le barreau chauffant (4) comporte une résistance (10) qui est formée de fragments issus d'une rupture de l'élément résistif (14). 11.- Radiateur électrique comprenant au moins un barreau chauffant (4) selon la revendication 10.20