WO2019086801A1 - Tube pour dispositif de chauffage pour vehicule automobile dont une paroi laterale forme un relief - Google Patents

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WO2019086801A1
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Yann COUAPEL
Erwan Gogmos
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Valeo Systemes Thermiques
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    • H05B2203/023—Heaters of the type used for electrically heating the air blown in a vehicle compartment by the vehicle heating system

Definitions

  • the present invention relates to a tube for a heating device for a motor vehicle, in particular for a high-voltage heating device for an electric or hybrid motor vehicle.
  • a heating device may in particular be used to heat air before it enters the passenger compartment of the motor vehicle.
  • heating device In the context of an electric motor vehicle, in particular, it is known to implement a so-called “high voltage” heating device. Such a heating device is conventionally powered by a voltage of between 100 V and 1000 V.
  • This heating device can in particular be integrated with a heating, ventilation and air conditioning unit (called “HVAC unit” of the English “heating, ventilation and air-conditioning”).
  • HVAC unit heating, ventilation and air conditioning unit
  • the heating device is for example disposed downstream of the heating core of the coolant.
  • Such a heating device typically comprises heating units, each received in a tube, the tubes being in contact with plates and / or fins to improve the heat exchange with the air to be heated.
  • Each heating unit comprises for example one or more heating bodies, electrically supplied by two electrodes, all of the heating body / bodies and the two electrodes being covered by electrical insulating plates.
  • the heating body is for example a stone in a positive temperature coefficient (PTC) resistance material of the English "positive temperature coefficient".
  • each tube is high enough to allow insertion into a heating unit.
  • the initial height of the tube has been reduced in order to sandwich the heating unit, this in order to allow, in particular, correct electrical contacts between the electrodes and the or the heating bodies.
  • patent DE 2006 018 150 B4 proposes to act on the heat exchange body, in a longitudinal direction of the heating unit.
  • the heat exchange body has two zones of opposite connections, each forming a "V" directed towards the inside of the heat exchange body, where the heating unit is received.
  • Two press tools of complementary section to the recess formed by the "V" shape of each bonding zone, allow to deform the bonding zones and thus to sandwich the heating unit in the heat exchange body .
  • DE 2006 018 150 B4 allows a correct fixing of the heating unit in the heat exchange body.
  • this method requires press tools of shape adapted to the bonding zones of the heat exchange body.
  • the method described also requires precise positioning of the press tools vis-à-vis the "V" forms of the connection areas. This precise positioning is detrimental to the efficiency of the manufacturing process of the heating device described in DE 10 2006 018 150 B4.
  • An object of the invention is to provide a tube for a heating device for a motor vehicle, in particular for receiving a heating unit and, if necessary, to be thermally connected to fins or heat exchange plates, allowing facilitate the manufacture of a heating device for a motor vehicle.
  • the invention proposes a tube for a heating device for a motor vehicle, comprising, over at least part of its length, a section surrounding a central hole, the section having two main walls and two side walls connecting the main walls. at least one side wall, preferably each side wall, forming a relief projecting towards the outside of the tube, the relief or reliefs being shaped so that a thrust on the relief or reliefs, in a direction directed inwards of the tube, causes a deformation of at least one side wall, preferably of each side wall, such that the two main walls are approaching.
  • the relief or reliefs make it possible to use press tools of standard form.
  • a press tool having a substantially flat face can be implemented to cooperate with one of the reliefs on one of the side walls.
  • the method of manufacturing a heating device including such a tube can also be simplified because the establishment of the press tool or press tools does not require the same precision as that required in the DE 10 patent. 2006 018 150 B4.
  • the tube for a heating device for a motor vehicle comprises one or more of the following characteristics, taken alone or in combination:
  • said one side wall or each side wall comprises at least one first rectilinear portion defining an obtuse angle with a first main wall, a second rectilinear portion defining an acute angle with the first portion so that the second portion is oriented towards the first wall main, and a third rectilinear portion between the second straight portion and the second main wall, the third straight portion being substantially perpendicular to the first main wall; which first and second portions and / or second and third portions are contiguous;
  • the main walls are more rigid than the side walls, including the main walls are thicker than the side walls;
  • the tube is symmetrical with respect to a longitudinal plane
  • said section is such that the vertices formed by the intersections of the consecutive side and main walls form a rectangle or a trapezium.
  • the invention relates to a heating module for a heating device for a motor vehicle comprising, in a tube as described above in all its combinations, at least:
  • one or more heating bodies preferably of the type with a positive temperature coefficient
  • the heating module may comprise a plurality of heating bodies and a mask for positioning the heating bodies relative to one another in the tube.
  • At least two of the one or more heating bodies, the electrodes, the insulating layer and the mask, if any, are glued together.
  • the invention also relates to a heating device for a motor vehicle comprising a plurality of heating modules as described above in all their combinations, and heat exchange fins, fixed on the tubes.
  • the invention relates to a method of manufacturing a heating device for a motor vehicle comprising the steps of:
  • the method according to the invention may comprise one or more of the following characteristics, taken alone or in combination:
  • the method comprises a step of fixing heat exchange fins on the main walls of the tube, this step being carried out after step iv) or, preferably, before step iv);
  • the heating unit comprises a heating body, two electrodes and two insulation layers between each electrode and a wall of the tube;
  • the heating element is a resistance stone with a positive temperature coefficient
  • the insulating layers are formed by insulating plates
  • step iv) is carried out by rolling the side walls of the tube.
  • step i) consists in extruding the tube.
  • Figures 1 and 2 show schematically a front view and a side view, respectively, of an example of a heating device for a motor vehicle;
  • Figure 3 is a detail of the front view of Figure 1;
  • FIG. 4 schematically represents in cross section a heating module implemented in the heating device of FIGS. 1 to 3, before deformation of the tube;
  • FIG. 5 is a view similar to that shown in Figure 4, after deformation of the tube;
  • FIGs 6 to 9 schematically illustrate steps of an exemplary method of manufacturing a heater as shown in Figures 1 and 2.
  • Figures 1 and 2 show, in front view and in side view, respectively, an example of a high voltage heater 10 for a motor vehicle.
  • a heating device is in particular implemented in electric and hybrid motor vehicles.
  • Such a heating device 10 is for example supplied with a current whose voltage is between 100 V and 1000 V.
  • Such a heating device 10 comprises a plurality of heating modules 12 in contact with fins 14 of heat exchange, the whole here being enclosed between two plates 16 of a housing of the heating device 10.
  • the heating modules 12 are superposed relative to each other, in a stacking direction Y.
  • Two sets of fins 14 extending between each pair of neighboring heating modules 12, a set of fins 14 being in contact with a heating module 12 respective.
  • the heating modules 12 extend mainly in a longitudinal direction X.
  • the longitudinal direction X of the heating modules 12 is here perpendicular to the stacking direction Y of the heating modules 12.
  • each heating module 12 is electrically powered by a respective electrical cable 18.
  • the power supply of the heating modules can be achieved by means of an electronic control unit (not shown).
  • a heating module 12 is more particularly visible in FIG. 3, illustrating the detail A of FIG. 1.
  • the heating module 12 essentially comprises a heating unit 20 received in a tube 22. More precisely, the heating unit 20 comprises, in the illustrated example, a heating element 24, sandwiched between two electrodes 26, and two plates 28 of electrical insulation enclosing the assembly formed by the heating body 24 and the two electrodes 26.
  • a heating element sandwiched between two electrodes 26, and two plates 28 of electrical insulation enclosing the assembly formed by the heating body 24 and the two electrodes 26.
  • a dimension (its thickness) of a plate is five times, preferably ten times, smaller than its other dimensions (its width and its length).
  • the heating body 24 is for example a stone of a positive temperature coefficient resistance material. Thus, the resistance of the heating body 24 increases with the temperature of this heating body 24.
  • the plates 28 of electrical insulation are preferably made of a material that is a good conductor of heat, in order to allow an important heat exchange between the heating element 24 and the air to be heated surrounding the tubes 22.
  • the plates 28 of electrical insulation are in one of alumina or a synthetic material polyimide type, Kapton®. The use of plates 28 of electrical insulation also makes it easier to place the electrical insulation around the assembly formed by the heating body 24 and the electrodes 26.
  • the electrodes 26 can also be made in the form of plates. This allows in particular a greater ease of handling of these electrodes 26 before their introduction into a tube 22.
  • the electrodes 26 may in particular be in one of aluminum, copper, brass.
  • Each tube 22 is for example one of aluminum, copper, brass.
  • Each tube 22 may be of a single material or may be made of different materials.
  • FIG. 4 illustrates the cross-section of the tube 22 of FIG. 2, prior to its installation in the heating device 10 and before a pressing done so that the tube 22 encloses the heating unit 20.
  • the cross-section of the tube 22 essentially comprises a first main wall 34, a second main wall 34 ', as well as two side walls 36 surrounding a central hole 38.
  • the main walls 34, 34' may be of the same size.
  • the cross section of the tube has a generally trapezoidal shape, the vertices 32, 32 'forming a trapezium.
  • the side walls 36 are preferably of substantially the same size.
  • the main walls 34, 34 ' are substantially planar. Alternatively, however, these main walls 34, 34 'are curved. The main walls 34, 34 'can also be folded. It is thus possible to stiffen the main walls 34, 34 '.
  • the two angles at the vertices 32 consecutive of the section 30 of the tube 22 are defined by the first main wall 34, on the one hand, and by a first portion 48 of a wall lateral 36 respectively.
  • These two angles with vertices 32 are here slightly obtuse.
  • these angles at vertices 32 are between 95 ° and 120 °.
  • the first portion 48 is here substantially rectilinear.
  • the first portion 48 extends, due to the slightly obtuse apex angle 32, towards the outside of the section 30 of the tube 22. This first portion 48 extends here substantially to half the height of the section of the tube 22.
  • Each side wall 36 also defines a second substantially straight portion 44 extending between a basal end 42 and a summit end 46.
  • the summit end 46 is also the end of the first portion 48, opposite to its end. the end corresponding to the top 32.
  • the angle between the first portion 48 and the second portion 44 is acute so that the second portion 44 is inclined in the direction of the first main wall 34, in the direction from end-end 46 towards the basal end 42.
  • the angle thus formed between the second portion 44 and the first main wall 34 is for example between 5 ° and 25 °. In the case where the first main wall 34 is curved or folded, this angle is to be measured relative to the straight line connecting the vertices 32 corresponding to the ends of this first main wall 34.
  • each side wall 36 forms a third portion 40 rectilinear.
  • the third rectilinear portion 40 extends between the basal end 42 of the second portion 44 and an opposite end which corresponds to the apex 32 'of the section 30 of the tube 22, opposite the vertex 32 from which the first portion extends. section 48.
  • this third portion 40 extends substantially perpendicularly to the first and / or second main wall 34, 34 '.
  • the angle with the third portion may be measured by relative to the straight line connecting the vertices 32, 32 ', respectively, of the main wall 34, 34' considered.
  • Each side wall 36 thus forms a relief, here in the form of a wave.
  • the relief is formed by a portion of the side wall 36 which partially delimits the central hole 38.
  • the section 30 of the tube 22 is symmetrical with respect to a longitudinal plane PI, perpendicular to the plane of the main walls 34, 34 '.
  • the plane of symmetry P 1 defines a mediator of each of the main walls 34, 34 '.
  • only one of the side walls 36 forms a relief as described above.
  • the two side walls 36 form distinct reliefs. By distinct, is meant here that the reliefs formed by the two side walls 36 may be different and / or not be symmetrical with respect to the plane Pl.
  • the hole 38 inside the tube 22 has a height hl.
  • the height is here defined as the distance between the two main walls 34, 34 '.
  • the height h1 is greater than the height of the heating unit 20 to allow insertion of the heating unit 20 in the tube 22.
  • the section 30 of the tube 22 can be deformed by pushing (see arrows P) in the transverse direction of the tube 22, on the summit ends 46 of the side walls 36.
  • the relief or reliefs formed by the side walls 36 are shaped so that a thrust P on these reliefs in a direction directed towards the inside of the tube 22, causes a deformation of the side walls 36 such that the two walls main 34, 34 'are getting closer.
  • the direction of the thrust may in particular be substantially parallel to the main walls 34, 34 ', in cross-sectional view.
  • the thrust P deforms the side wall 36 such that a portion of the first portion 40, a portion of the second portion 44 and a portion of the third portion portion 48 are substantially superimposed in the direction from the inside of the tube 22 to the outside of the tube 22.
  • the ratio of the height h2 after deformation of the tube 22 to the initial height h1, before deformation, of the same tube 22 may be typically less than 97%, preferably less than 95% and / or greater than 75%, of preferably greater than 90%.
  • the main walls 34, 34' may be more rigid than the side walls 36.
  • the main walls 34, 34 ' may also be thicker than the side walls 36, especially in the case where the main walls 34, 34' and lateral 36 are in the same material.
  • the main walls 34, 34 'can also be stiffened by the fixing of the fins 14 of heat exchange before the deformation of the tube 22.
  • the heating device 10 of FIGS. 1 and 2 may be implemented by implementing the following method.
  • one or more tubes 22 are provided according to the example described.
  • a tube 22 may in particular be made by extrusion.
  • the tube has a substantially constant section over its entire length.
  • the tube may have a variable section along its length.
  • the tube 22 may have a section 30 as described above only over part of its length only.
  • the wave-shaped relief formed by the side walls 36 can extend continuously over substantially the entire length of the tube 22.
  • these reliefs may be discontinuous. The reliefs may in particular extend only over portions of the length of the tube 22 to be deformed.
  • the heat exchange fins 14 may be attached to the tubes 22 before they are deformed. Indeed, the thrust P is not exerted on the fins 14 of heat exchange but on the side walls 36 of the tube 22, lacking such fins 14 heat exchange.
  • the fins 14 heat exchange can be attached to the tubes 22, for example, by soldering.
  • the shape of the fins 14 heat exchange is also any.
  • the heating units 20 are then inserted into the tubes 22. At this point, the height h1 of the hole 38 inside the tubes 22 is greater than the height of the heating units 20 to facilitate the insertion of these heating units. .
  • the tubes 22 are then pressed by acting on the relief or the reliefs of the side walls of the tube 22, in a direction corresponding to the width of the tubes 22.
  • This step of pressing the tubes 22, can be performed after these have been connected. together and / or fins 14 of heat exchange.
  • the two counter-rotating cylinders 50 then form a rolling mill.
  • FIGS. 7 and 9 in particular, when the summit end 46 of the relief formed by the side walls 36 of the section 30 of the tube 22 comes between the two cylinders 50, these impose a pressing force P which deforms the section 30 of the tube 22, as described above.
  • Such a method of rolling the tubes 22 to grip the heating units 20 in the tubes 22 can thus be implemented continuously. This rolling allows a successive deformation of the different tubes 22. This successive deformation of the different tubes 22 limits the risks of detachment of fins 14 of heat exchange tubes 22.
  • each side wall 36 may be contiguous, intermediate portions may be interposed between these three portions 40, 44, 48.
  • the heater 10 described is an air heater. However, it may also be a device for heating water or any other fluid.

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Abstract

L'invention concerne un tube (22) pour dispositif de chauffage (10) pour véhicule automobile, comprenant une section (30) entourant un trou central (38), la section (30) ayant deux parois principales (34, 34') et deux parois latérales (36) reliant les parois principales (34, 34'), chaque paroi latérale (36) formant un relief faisant saillie vers l'extérieur du tube (22), les reliefs étant conformés pour qu'une poussée sur les reliefs, selon une direction orientée vers l'intérieur du tube (22), provoque une déformation de chaque paroi latérale (36), telle que les deux parois principales (34, 34') se rapprochent. L'invention vise également un module de chauffage et un dispositif de chauffage pour véhicule automobile comprenant un tel tube.

Description

TUBE POUR DISPOSITIF DE CHAUFFAGE POUR VEHICULE
AUTOMOBILE DONT UNE PAROI LATERALE FORME UN RELIEF
La présente invention concerne un tube pour dispositif de chauffage pour véhicule automobile, notamment pour dispositif de chauffage à haute tension pour véhicule automobile électrique ou hybride.
Il est connu de munir un véhicule automobile d'un dispositif de chauffage. Un tel dispositif de chauffage peut notamment être mis en œuvre pour chauffer de l'air avant qu'il ne pénètre dans l'habitacle du véhicule automobile.
Dans le cadre d'un véhicule automobile électrique, en particulier, il est connu de mettre en œuvre un dispositif de chauffage dit « à haute tension ». Un tel dispositif de chauffage est classiquement alimenté par une tension comprise entre 100 V et 1000 V.
Ce dispositif de chauffage peut notamment être intégré à une unité de chauffage, ventilation et climatisation (dite « unité HVAC » de l'anglais « heating, ventilation and air-conditioning »). Dans ce cas, le dispositif de chauffage est par exemple disposé en aval du cœur de chauffage du liquide de refroidissement.
Un tel dispositif de chauffage comprend classiquement des unités de chauffage, reçues chacune dans un tube, les tubes étant en contact avec des plaques et/ou des ailettes visant à améliorer l'échange thermique avec l'air à chauffer. Chaque unité de chauffage comprend par exemple un ou plusieurs corps de chauffe, alimenté/s électriquement par deux électrodes, l'ensemble du/des corps de chauffe et des deux électrodes étant recouvert par des plaques isolantes électriques. Le corps de chauffe est par exemple une pierre en matériau à résistance à coefficient de température positif (ou PTC, de l'anglais « positive température coefficient »).
Pour la fabrication du dispositif de chauffage, il est donc nécessaire que chaque tube soit suffisamment haut pour permettre l'insertion à l'intérieur d'une unité de chauffage. Toutefois, à la fin du procédé de fabrication, il est nécessaire que la hauteur initiale du tube ait été réduite afin de prendre en sandwich l'unité de chauffage, ceci afin de permettre, notamment, des contacts électriques corrects entre les électrodes et le ou les corps de chauffe.
Pour ce faire, il est connu de presser le tube selon la direction de sa hauteur. Cependant, un tel pressage s'avère difficile à contrôler pour permettre la prise en sandwich de l'unité de chauffage dans le tube, sans endommager les composants de cette unité de chauffage. Par ailleurs, il est connu du brevet DE 10 2006 018 150 B4, un dispositif de chauffage comprenant une unité de chauffage reçue dans un corps d'échange thermique. Selon ce brevet, pour maintenir en position l'unité de chauffage dans le corps d'échange thermique, il est possible d'agir sur le corps d'échange thermique selon une direction verticale par rapport à l'unité de chauffage, dans une zone qui n'est pas située au droit de l'unité de chauffage. Alternativement ou au surplus, le brevet DE 10 2006 018 150 B4 propose d'agir sur le corps d'échange thermique, selon une direction longitudinale de l'unité de chauffage. Pour ce faire, le corps d'échange thermique présente deux zones de liaisons opposées, formant chacun un « V » dirigé vers l'intérieur du corps d'échange thermique, où l'unité de chauffage est reçue. Deux outils de presse, de section complémentaire au renfoncement formé par la forme en « V » de chaque zone de liaison, permettent de déformer les zones de liaisons et, ainsi de prendre en sandwich l'unité de chauffage dans le corps d'échange thermique.
Le procédé décrit dans le brevet DE 10 2006 018 150 B4 permet une fixation correcte de l'unité de chauffage dans le corps d'échange thermique. Cependant, ce procédé nécessite des outils de presse de forme adaptée aux zones de liaisons du corps d'échange thermique. Le procédé décrit nécessite également un positionnement précis des outils de presse en vis-à-vis des formes en « V » des zones de liaisons. Ce positionnement précis nuit au rendement du procédé de fabrication du dispositif de chauffage décrit dans le brevet DE 10 2006 018 150 B4.
Un but de l'invention est de proposer un tube pour dispositif de chauffage pour véhicule automobile, notamment destiné à recevoir une unité de chauffage et, le cas échéant, à être relié thermiquement à des ailettes ou des plaques d'échange thermique, permettant de faciliter la fabrication d'un dispositif de chauffage pour véhicule automobile.
À cet effet, l'invention propose un tube pour dispositif de chauffage pour véhicule automobile, comprenant, sur au moins une partie de sa longueur, une section entourant un trou central, la section ayant deux parois principales et deux parois latérales reliant les parois principales, au moins une paroi latérale, de préférence chaque paroi latérale, formant un relief faisant saillie vers l'extérieur du tube, le ou les reliefs étant conformés pour qu'une poussée sur le ou les reliefs, selon une direction orientée vers l'intérieur du tube, provoque une déformation d'au moins une paroi latérale, de préférence de chaque paroi latérale, telle que les deux parois principales se rapprochent.
Ainsi, avantageusement, le ou les reliefs permettent d'utiliser des outils de presse de forme standard. Notamment, un outil de presse présentant une face sensiblement plane peut être mis en œuvre pour coopérer avec l'un des reliefs sur l'une des parois latérales.
Le procédé de fabrication d'un dispositif de chauffage incluant un tel tube peut également être simplifié car la mise en place de l'outil de presse ou des outils de presse ne nécessite pas la même précision que celle requise dans le cadre du brevet DE 10 2006 018 150 B4.
De préférence, le tube pour dispositif de chauffage pour véhicule automobile selon l'invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
ladite une paroi latérale ou chaque paroi latérale comprend au moins une première portion rectiligne définissant un angle obtus avec une première paroi principale, une deuxième portion rectiligne définissant un angle aigu avec la première portion de telle sorte que la deuxième portion soit orientée vers la première paroi principale, et une troisième portion rectiligne entre la deuxième portion rectiligne et la deuxième paroi principale, la troisième portion rectiligne étant sensiblement perpendiculaire à la première paroi principale ; lequel les première et deuxième portions et/ou les deuxième et troisième portions sont contiguës ;
- les parois principales sont plus rigides que les parois latérales, notamment les parois principales sont plus épaisses que les parois latérales ;
le tube est symétrique par rapport à un plan longitudinal ; et
ladite section est telle que les sommets, formés par les intersections des parois latérales et principales consécutives forment un rectangle ou un trapèze.
Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un module de chauffage pour dispositif de chauffage pour véhicule automobile comprenant, dans un tube tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons, au moins :
- un ou plusieurs corps de chauffe, de préférence du type à coefficient de température positif,
- des électrodes en contact avec le corps de chauffe, et
- une couche d'isolant entre chaque électrode et une paroi principale respective du tube,
dans lequel le tube est déformé de manière à maintenir serrés entre ses deux parois principales, le corps de chauffe, les électrodes et les couches d'isolant. Le module de chauffage peut comporter plusieurs corps de chauffe et un masque pour positionner les corps de chauffe les uns par rapport aux autres dans le tube.
Au moins deux parmi le ou les corps de chauffe, les électrodes, la couche d'isolant et le masque, le cas échéant, sont collés ensemble.
L'invention se rapporte encore à un dispositif de chauffage pour véhicule automobile comprenant une pluralité de modules de chauffage tels que décrits ci-avant dans toutes leurs combinaisons, et des ailettes d'échange thermique, fixées sur les tubes.
Selon encore un autre aspect, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un dispositif de chauffage pour véhicule automobile comprenant les étapes consistant à :
i) Fournir au moins un tube tel que décrit ci-avant dans toutes ses combinaisons ;
ii) Fournir une unité de chauffage ;
iii) Insérer l'unité de chauffage dans le tube ; et
iv) Presser le tube en agissant sur le ou les reliefs de la section du tube, selon une direction correspondant à la largeur du tube.
Selon des modes de réalisation particulier, le procédé selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le procédé comprend une étape de fixation d'ailettes d'échange thermique sur les parois principales du tube, cette étape étant mise en œuvre après l'étape iv) ou, de préférence, avant l'étape iv) ;
- l'unité de chauffage comprend un corps de chauffe, deux électrodes et deux couches d'isolant entre chaque électrode et une paroi du tube ;
- le corps de chauffe est une pierre à résistance à coefficient de température positif ;
- les couches d'isolant sont formées par des plaques d'isolant ;
- l'étape iv) est réalisée par laminage des parois latérales du tube ; et
- l'étape i) consiste à extrader le tube.
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 dans lesquels :
les figures 1 et 2 représentent schématiquement une vue de face et une vue de côté, respectivement, d'un exemple de dispositif de chauffage pour véhicule automobile ; la figure 3 est un détail de la vue de face de la figure 1 ;
la figure 4 représente schématiquement en coupe transversale, un module de chauffage mis en œuvre dans le dispositif de chauffage des figures 1 à 3, avant déformation du tube ;
- la figure 5 est une vue analogue à celle représentée sur la figure 4, après déformation du tube ;
les figures 6 à 9 illustrent schématiquement des étapes d'un exemple de procédé de fabrication d'un dispositif de chauffage tel qu'illustré aux figures 1 et 2.
Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires, ayant une fonction identique ou analogue, portent les mêmes références. La description de leur structure et de leur fonction n'est donc pas systématiquement reprise.
Les figures 1 et 2 montrent, en vue de face et en vue de côté, respectivement, un exemple de dispositif de chauffage 10 à haute tension pour véhicule automobile. Un tel dispositif de chauffage est en particulier mis en œuvre dans les véhicules automobiles électriques et hybrides. Un tel dispositif de chauffage 10 est par exemple alimenté par un courant dont la tension est comprise entre 100 V et 1000 V.
Un tel dispositif de chauffage 10 comprend une pluralité de modules de chauffage 12 en contact avec des ailettes 14 d'échanges thermiques, le tout étant ici enfermé entre deux plaques 16 d'un boîtier du dispositif de chauffage 10. Les modules de chauffage 12 sont superposés les uns par rapport aux autres, selon une direction d'empilement Y. Deux jeux d'ailettes 14 s 'étendant entre chaque couple de modules de chauffage 12 voisins, un jeu d'ailettes 14 étant en contact avec un module de chauffage 12 respectif. Les modules de chauffage 12 s'étendent principalement selon une direction longitudinale X. La direction longitudinale X des modules de chauffage 12 est ici perpendiculaire à la direction Y d'empilement des modules de chauffage 12. Dans l'exemple illustré, chaque module de chauffage 12 est alimenté électriquement par un câble électrique 18 respectif. L'alimentation électrique des modules de chauffage peut être réalisée au moyen d'une unité électronique de commande (non représentée).
Un module de chauffage 12 est plus particulièrement visible sur la figure 3, illustrant le détail A de la figure 1.
Le module de chauffage 12 comprend essentiellement une unité de chauffage 20 reçue dans un tube 22. Plus précisément, l'unité de chauffage 20 comporte, dans l'exemple illustré, un corps de chauffe 24, enserré entre deux électrodes 26, et deux plaques 28 d'isolant électrique enserrant l'ensemble formé par le corps de chauffe 24 et les deux électrodes 26. Par plaque, on entend ici tout corps autoportant présentant une dimension nettement réduite par rapport à ses deux autres dimensions. Notamment, une dimension (son épaisseur) d'une plaque est cinq fois, de préférence dix fois, inférieure à ses autres dimensions (sa largeur et sa longueur).
Le corps de chauffe 24 est par exemple une pierre en matériau à résistance à coefficient de température positif. Ainsi, la résistance du corps de chauffe 24 augmente avec la température de ce corps de chauffe 24.
Les plaques 28 d'isolant électrique sont de préférence en un matériau bon conducteur de la chaleur, afin de permettre un échange de chaleur important entre le corps de chauffe 24 et l'air à chauffer entourant les tubes 22. Par exemple, les plaques 28 d'isolant électrique sont en l'un parmi l'alumine ou un matériau synthétique type polyimide, Kapton®. L'utilisation de plaques 28 d'isolant électrique permet également une mise en place facilité de l'isolant électrique autour de l'ensemble formé par le corps de chauffe 24 et les électrodes 26.
Les électrodes 26 peuvent également être réalisées sous forme de plaques. Ceci permet notamment une plus grande facilité de manipulation de ces électrodes 26 avant leur mise en place dans un tube 22. Les électrodes 26 peuvent notamment être en l'un parmi de l'aluminium, du cuivre, du laiton.
Chaque tube 22 est par exemple en l'un parmi l'aluminium, du cuivre, du laiton.
Chaque tube 22 peut être en un unique matériau ou peut être réalisé en différents matériaux.
Un tube 22 est maintenant décrit plus en détail. La figure 4 illustre la section 30 transversale du tube 22 de la figure 2, avant son installation dans le dispositif de chauffage 10 et avant un pressage réalisé afin que le tube 22 enserre l'unité de chauffage 20.
Tel qu'illustré à la figure 4, la section 30 transversale du tube 22 comprend essentiellement une première paroi principale 34, une deuxième paroi principale 34', ainsi que deux parois latérales 36 entourant un trou central 38. Chaque intersection des deux parois latérale 36 et de l'une des parois principales 34, 34' forme des sommets 32, 32' . Ici, les sommets 32, 32' définissent une forme de rectangle. Par conséquent, la section 30 du tube 22 est considérée comme étant globalement rectangulaire. Les parois principales 34, 34' sont ici, vues en section, plus longues que les parois latérales 36. Les parois principales 34, 34' peuvent être de même dimension. Alternativement, les parois principales 34,34' sont, vues en section transversale du tube 22, de longueurs différentes. Dans ce cas, la section transversale du tube a une forme globalement trapézoïdale, les sommets 32, 32' formant un trapèze. Les parois latérales 36 sont de préférence sensiblement de même dimension.
Telles qu'illustrées, les parois principales 34, 34' sont sensiblement planes. En variante, cependant, ces parois principales 34, 34' sont courbes. Les parois principales 34, 34' peuvent également être pliées. Il est ainsi possible de rigidifier les parois principales 34, 34'.
Tel que cela est notamment illustré à la figure 4, les deux angles aux sommets 32 consécutifs de la section 30 du tube 22, sont définis par la première paroi principale 34, d'une part, et par une première portion 48 d'une paroi latérale 36 respective. Ces deux angles aux sommets 32 sont ici légèrement obtus. Par exemple, ces angles aux sommets 32 sont compris entre 95° et 120°. La première portion 48, est ici sensiblement rectiligne. La première portion 48 s'étend, du fait de l'angle au sommet 32 légèrement obtus, vers l'extérieur de la section 30 du tube 22. Cette première portion 48 s'étend ici sensiblement jusqu'à mi-hauteur de la section du tube 22.
Chaque paroi latérale 36 définit également une deuxième portion 44 sensiblement rectiligne s' étendant entre une extrémité basale 42 et une extrémité sommitale 46. Dans l'exemple illustré l'extrémité sommitale 46 est aussi l'extrémité de la première portion 48, opposée à son extrémité correspondant au sommet 32. Comme illustré, l'angle entre la première portion 48 et la deuxième portion 44 est aigu de telle sorte que la deuxième portion 44 soit inclinée dans la direction de la première paroi principale 34, dans le sens allant de l'extrémité sommitale 46 vers l'extrémité basale 42. L'angle ainsi formé entre la deuxième portion 44 et la première paroi principale 34 est par exemple compris entre 5° et 25°. Dans le cas où la première paroi principale 34 est courbe ou pliée, cet angle est à mesurer par rapport à la droite reliant les sommets 32 correspondant aux extrémités de cette première paroi principale 34.
Enfin, chaque paroi latérale 36 forme une troisième portion 40 rectiligne. Ici, la troisième portion 40 rectiligne s'étend entre l'extrémité basale 42 de la deuxième portion 44 et une extrémité opposée qui correspond au sommet 32' de la section 30 du tube 22, opposé au sommet 32 depuis lequel s'étend le premier tronçon 48. Ici, cette troisième portion 40 s'étend sensiblement perpendiculairement à la première et/ou à la deuxième paroi principale 34, 34' . Dans le cas où la première 34 et/ou la deuxième 34' paroi principale est courbe ou pliée, l'angle avec la troisième portion peut être mesuré par rapport à la droite reliant les sommets 32, 32', respectivement, de la paroi principale 34, 34' considérée.
Chaque paroi latérale 36 forme ainsi un relief, ici en forme de vague. Le relief est formé par une partie de la paroi latérale 36 qui délimite partiellement le trou central 38.
II est à noter que sur la figure 4, la section 30 du tube 22 est symétrique par rapport à un plan PI longitudinal, perpendiculaire au plan des parois principales 34, 34' . Ainsi, dans la vue en section transversale de la figure 4, le plan de symétrie PI définit une médiatrice de chacune des parois principales 34, 34'. Alternativement, seule l'une des parois latérales 36 forme un relief tel que décrit précédemment. Selon une autre alternative, les deux parois latérales 36 forment des reliefs distincts. Par distincts, on entend ici que les reliefs formés par les deux parois latérales 36 peuvent être différents et/ou ne pas être symétriques par rapport au plan Pl.
Dans la configuration de la figure 4, le trou 38 à l'intérieur du tube 22 a une hauteur hl. La hauteur est ici définie comme la distance entre les deux parois principales 34, 34' . La hauteur hl est supérieure à la hauteur de l'unité de chauffage 20 pour permettre l'insertion de l'unité de chauffage 20 dans le tube 22.
Cependant, comme illustré à la figure 5, la section 30 du tube 22 peut être déformée par poussée (cf. flèches P) selon la direction transversale du tube 22, sur les extrémités sommitales 46 des parois latérales 36. En effet, comme il est expliqué ci- après, le ou les reliefs formés par les parois latérales 36 sont conformés pour qu'une poussée P sur ces reliefs selon une direction orientée vers l'intérieur du tube 22, provoque une déformation des parois latérales 36 telle que les deux parois principales 34, 34' se rapprochent. La direction de la poussée peut notamment être sensiblement parallèle aux parois principales 34, 34', en vue en coupe transversale.
Comme illustré à la figure 5, la déformation de la paroi latérale 36 soumise à la poussée P provoque :
une réduction de l'angle au sommet 32 de la section 30 du tube 22, d'où est issu le premier tronçon 48 de la paroi latérale 36 ;
un enfoncement de l'extrémité basale 42 du deuxième tronçon 44, à l'intérieur du trou 38, dans la direction de la première paroi principale 34 ; et
par réaction, un enfoncement de la deuxième paroi principale 34', via la portion 40, dans la direction de la première paroi 34.
Ainsi, la poussée P déforme la paroi latérale 36 de telle sorte qu'un tronçon de la première portion 40, un tronçon de la deuxième portion 44 et un tronçon de la troisième portion 48 soient sensiblement superposés dans la direction allant de l'intérieur du tube 22 vers l'extérieur du tube 22. On réduit ainsi la hauteur h2 du trou 38 à l'intérieur du tube 22 par rapport à sa hauteur hl avant poussée. Par exemple, le rapport de la hauteur h2 après déformation du tube 22 sur la hauteur hl initiale, avant déformation, du même tube 22 peut être typiquement inférieur à 97 %, de préférence inférieur à 95% et/ou supérieur à 75 %, de préférence supérieur à 90 %. Cette réduction de la hauteur h2 du trou 38 dans le tube 22 se traduit par un rapprochement des parois principales 34, 34' qui viennent ainsi enserrer l'unité de chauffage 20. Il est à noter ici qu'il n'est a priori pas nécessaire d'exercer un quelconque effort sur les parois principales 34, 34', selon une direction allant d'une des parois principales 34, 34' vers l'autre des parois principales 34', 34, pour obtenir ce rapprochement des parois principales 34, 34'.
Ici, du fait de la forme saillante du relief formé par la paroi latérale 36, il n'est pas nécessaire de prévoir une forme particulièrement adaptée à la forme des parois latérales 36 pour pouvoir exercer cette poussée P. On peut par exemple mettre en œuvre des outils de presse qui ont une surface sensiblement plane. Il n'est pas non plus nécessaire, a priori, d'obtenir la même précision d'alignement des outils de presse avec les parois latérales que celle nécessaire pour mettre en œuvre l'enseignement du brevet DE 10 2006 018 150 B4.
Pour limiter la déformation des parois principales 34, 34' durant la poussée P, les parois principales 34, 34' peuvent être plus rigides que les parois latérales 36. Notamment, les parois principales 34, 34' peuvent être pliées et/ou être en un matériau plus rigide que celui dans lequel sont faites les parois latérales 36. Les parois principales 34, 34' peuvent également être plus épaisses que les parois latérales 36, notamment dans le cas où les parois principales 34, 34' et latérales 36 sont en un même matériau. Les parois principales 34, 34' peuvent également être rigidifiées par la fixation des ailettes 14 d'échange thermique avant la déformation du tube 22.
Le dispositif de chauffage 10 des figures 1 et 2 peut être réalisé en mettant en œuvre le procédé suivant.
Tout d'abord on fournit un ou plusieurs tubes 22, selon l'exemple décrit. Un tel tube 22 peut notamment être réalisé par extrusion. Dans ce cas, il est intéressant que le tube présente une section sensiblement constante sur toute sa longueur. Toutefois, il est possible que le tube présente une section variable sur sa longueur. Ainsi, le tube 22 peut ne présenter une section 30 telle que décrite ci-avant que sur une partie de sa longueur seulement. De même, le relief en forme de vague formé par les parois latérales 36 peut s'étendre continûment sur sensiblement toute la longueur du tube 22. Alternativement, ces reliefs peuvent être discontinus. Les reliefs peuvent notamment s'étendre uniquement sur des portions de la longueur du tube 22 à déformer.
Avantageusement, les ailettes d'échange thermique 14 peuvent être fixées aux tubes 22 avant que ceux-ci ne soient déformés. En effet, la poussée P n'est pas exercée sur les ailettes 14 d'échange thermique mais sur les parois latérales 36 du tube 22, dépourvues de telles ailettes 14 d'échange thermique. En outre, la déformation des parois latérales 36 provoquant le rapprochement des parois principales 34, 34' ne produit qu'une déformation limitée d'au moins une des parois principales 34, 34', voire pas de déformation des parois principales 34, 34' du tout, cette déformation ne transmet pas ou pratiquement pas d'efforts aux ailettes 14 d'échange thermique. Le risque que ces ailettes d'échange thermique ne se désolidarisent des tubes pendant la poussée P est ainsi réduit.
Cependant, on peut également choisir de ne fixer les ailettes 14 d'échange thermique aux tubes qu'une fois les tubes déformés.
Dans les deux cas, les ailettes 14 d'échanges thermiques peuvent être fixées aux tubes 22, par exemple, par brasage.
On peut noter ici que la forme des ailettes 14 d'échange thermique est également quelconque. On peut ainsi notamment choisir une forme des ailettes 14 d'échange thermique particulière, permettant par exemple d'accroître les échanges thermiques avec l'air à chauffer.
On insère ensuite les unités de chauffage 20 dans les tubes 22. À ce stade, la hauteur hl du trou 38 à l'intérieur des tubes 22 est supérieure à la hauteur des unités de chauffage 20 pour faciliter l'insertion de ces unités de chauffage.
On presse ensuite les tubes 22 en agissant sur le ou les reliefs des parois latérales du tube 22, selon une direction correspondant à la largeur des tubes 22. Cette étape de pressage des tubes 22, peut être réalisée après que ceux-ci aient été reliés ensemble et/ou aux ailettes 14 d'échange thermique. Notamment, il est possible de déformer les différents tubes 22 successivement. Pour ce faire, on peut procéder par laminage, par exemple. Ainsi, comme illustré aux figures 6 à 9, en faisant avancer les tubes 22 successifs vers deux cylindres 50 contrarotatifs, selon une direction d'avancée A. Les deux cylindres 50 contrarotatifs forment alors un laminoir. Comme illustré aux figures 7 et 9, en particulier, lorsque l'extrémité sommitale 46 du relief formé par les parois latérales 36 de la section 30 du tube 22 arrive entre les deux cylindres 50, ceux-ci imposent un effort de pressage P qui déforme la section 30 du tube 22, comme décrit précédemment.
Un tel procédé de laminage des tubes 22 pour enserrer les unités de chauffage 20 dans les tubes 22 peut ainsi être mis en œuvre de manière continue. Ce laminage permet une déformation successive des différents tubes 22. Cette déformation successive des différents tubes 22 limite les risques de détachement des ailettes 14 d'échange thermique des tubes 22.
Alternativement au laminage successif, il est possible de prévoir un procédé dans lequel tous les tubes 22 d'un même dispositif de chauffage 10 pour véhicule automobile sont déformés de manière simultanée. Il est cependant préférable, dans ce cas, de prévoir des moyens d'absorber les variations de hauteur des tubes 22, par les outils mis en œuvre pour presser les parois latérales 36 des tubes, ceci afin de limiter les risques de détachement des ailettes 14 d'échange thermique des tubes 22.
L'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier. Notamment, les différents exemples indiqués peuvent être combinés, tant qu'ils ne sont pas contradictoires.
Par ailleurs, si, selon l'exemple illustré, les trois portions 40, 44, 48 de chaque paroi latérale 36 sont contiguës, des portions intercalaires peuvent être interposées entre ces trois portions 40, 44, 48.
Également, le dispositif de chauffage 10 décrit est un dispositif de chauffage de l'air. Cependant, il peut également s'agir d'un dispositif de chauffage d'eau ou de tout autre fluide.

Claims

REVENDICATIONS
1. Tube (22) pour dispositif de chauffage (10) pour véhicule automobile, comprenant, sur au moins une partie de sa longueur, une section (30) entourant un trou central (38), la section (30) ayant deux parois principales (34, 34') et deux parois latérales (36) reliant les parois principales (34, 34'), au moins une paroi latérale (36) formant un relief faisant saillie vers l'extérieur du tube (22), le ou les reliefs étant conformés pour qu'une poussée sur le ou les reliefs, selon une direction orientée vers l'intérieur du tube (22), provoque une déformation d'au moins une paroi latérale (36) telle que les deux parois principales (34, 34') se rapprochent.
2. Tube selon la revendication 1, dans lequel ladite une paroi latérale (36) ou chaque paroi latérale (36) comprend au moins une première portion (48) rectiligne définissant un angle obtus avec une première paroi principale (34), une deuxième portion (44) rectiligne définissant un angle aigu avec la première portion (48) de telle sorte que la deuxième portion soit orientée vers la première paroi principale (34), et une troisième portion (40) rectiligne entre la deuxième portion (44) rectiligne et la deuxième paroi principale (34'), la troisième portion (40) rectiligne étant sensiblement perpendiculaire à la première paroi principale.
3. Tube selon la revendication 2, dans lequel les première (48) et deuxième (44) portions et/ou les deuxième (44) et troisième (40) portions sont contiguës.
4. Tube selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les parois principales (34, 34') sont plus rigides que les parois latérales (36), notamment les parois principales (34, 34') sont plus épaisses que les parois latérales (36).
5. Tube selon l'une quelconque des revendications précédentes, le tube (22) étant symétrique par rapport à un plan longitudinal (PI).
6. Tube selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite section (30) est telle que les sommets (32, 32'), formés par les intersections des parois latérales (36) et principales (34, 34') consécutives forment un rectangle ou un trapèze.
7. Module de chauffage (12) pour dispositif de chauffage (10) pour véhicule automobile comprenant, dans un tube (22) selon l'une quelconque des revendications précédentes, au moins :
- un ou plusieurs corps de chauffe (24), de préférence du type à coefficient de température positif,
des électrodes (26) en contact avec le corps de chauffe (24), et
une couche d'isolant (28) entre chaque électrode (26) et une paroi principale (34) respective du tube (22),
dans lequel le tube (22) est déformé de manière à maintenir serrés entre ses deux parois principales (34), le corps de chauffe (24), les électrodes (26) et les couches d'isolant (28).
8. Module de chauffage (12) selon la revendication 7, comportant plusieurs corps de chauffe (22) et un masque pour positionner les corps de chauffe (24) les uns par rapport aux autres dans le tube (22).
9. Module de chauffage (12) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel au moins deux parmi le ou les corps de chauffe (24), les électrodes (26), la couche d'isolant (28), dans lequel chaque couche d'isolant (28) et le masque, le cas échéant, sont collés ensemble.
10. Dispositif de chauffage (10) pour véhicule automobile comprenant une pluralité de modules de chauffage (12) selon l'une des revendication 7 à 9, et des ailettes (14) d'échange thermique, fixées sur les tubes (22).
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