WO2019224454A1 - Boitier pour dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un vehicule automobile - Google Patents

Boitier pour dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un vehicule automobile Download PDF

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WO2019224454A1
WO2019224454A1 PCT/FR2019/051104 FR2019051104W WO2019224454A1 WO 2019224454 A1 WO2019224454 A1 WO 2019224454A1 FR 2019051104 W FR2019051104 W FR 2019051104W WO 2019224454 A1 WO2019224454 A1 WO 2019224454A1
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WO
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housing
skin
openings
air
ribs
Prior art date
Application number
PCT/FR2019/051104
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Inventor
Thierry Petit
Yves Rousseau
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00557—Details of ducts or cables
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
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    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00514—Details of air conditioning housings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof

Definitions

  • the invention relates to a housing for heating, ventilation and / or air conditioning of a motor vehicle.
  • the invention also relates to the heating, ventilation and / or air conditioning device for a motor vehicle comprising such a housing as well as the manufacturing process of such a housing.
  • the device generally comprises a housing delimited by partitions in which openings are provided, including at least one air inlet and at least one air outlet.
  • the housing houses an air blower to circulate the flow of air from the air inlet to the air outlet.
  • the housing also houses heat treatment means for heating and / or cooling the air flow prior to its distribution inside the passenger compartment.
  • the heat treatment means may comprise an evaporator which is intended to cool and dehumidify the flow of air passing through it, as well as a radiator, possibly associated with an additional radiator, which is intended to heat any flow of air through it.
  • Such housings are usually made of plastic and generally consist of two half-housings thus defining an internal volume, the heat exchangers and the air blower being arranged between the two half-housings.
  • housings are of relatively high thickness, to be able to withstand the heat exchangers, so relatively expensive plastic and relatively heavy weight.
  • the object of the invention is to provide a plastic housing of high rigidity with respect to torsion and bending forces, while being particularly light.
  • the invention proposes a housing for a heating, ventilation and / or air-conditioning device of a motor vehicle defining an air channel for the flow of an air flow comprising:
  • a perforated structure comprising a plurality of openings delimited by ribs
  • the perforated structure having a plurality of openings will be lighter than a conventional heating, ventilation and / or air conditioning while having a satisfactory rigidity through the arrangement of these openings in a given mesh thus forming a network of ribs connected to each other.
  • the perforated structure comprises at least 20 openings all delimited by the ribs;
  • the perforated structure comprises at least 10 openings all delimited by the ribs;
  • the perforated structure comprises at least 30 openings all delimited by the ribs;
  • the perforated structure comprises at least 40 openings all delimited by the ribs;
  • the openings are arranged at least partially in a repeated pattern
  • the ribs are arranged at least partially in a mesh honeycomb
  • the ribs are arranged at least partially in a mesh triangulation
  • the thickness of the perforated structure is greater than that of the skin
  • the thickness of the perforated structure is between 1 and 1.5 mm and the thickness of the skin is between 0.3 and 0.7 mm;
  • the perforated structure is made in a first material and the skin is made of a second material, the first and second material being of different compositions; the skin comprises an internal cavity;
  • the openings are of different geometric shapes
  • the cumulative visible surface of the ribs is smaller than the cumulative visible surface of the openings, or in other words the cumulative visible surface of the perforated structure is smaller than the cumulative visible surface of the skin;
  • the ribs are embedded at least partially, or completely, in the thickness of the skin;
  • the width of the ribs is less than the width of the openings.
  • the skin in order to seal the housing and to guarantee the flow of air through the heat exchangers, is arranged to fill or plug the openings.
  • the skin being of less thickness than the perforated structure, it results in a considerable weight gain.
  • the invention also relates to the method of manufacturing a housing as described above, said method comprising the following steps:
  • the invention therefore also relates to the method of manufacturing the housing according to the invention.
  • the method comprises the following steps:
  • the invention also relates to a heating, ventilation and air conditioning device for a motor vehicle comprising a housing as described above.
  • the device comprises an air blower and at least one heat exchanger, the housing comprising a volute part in which the air blower is arranged, a distribution part in which the heat exchangers are arranged and a divergent portion arranged between the volute and the distribution, the openings and the skin being arranged at the volute and / or the divergent.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a heating device, ventilation and / or air conditioning in a side view
  • FIG. 2 illustrates a perspective view of a portion of the openwork structure of the housing according to the invention
  • FIG. 3 illustrates a perspective view of a portion of the housing according to the invention from the outside
  • FIG. 4 illustrates a schematic sectional view of a portion of the housing according to the invention according to one embodiment
  • FIG. 5 illustrates a perspective view of a portion of the housing according to the invention seen from the inside;
  • FIG. 6 illustrates a schematic sectional view of a part of the heating, ventilation and / or air conditioning according to another embodiment.
  • FIG. 1 illustrates a profile view of a heating, ventilation and / or air conditioning device 10 comprising a housing 12 with at least one air inlet and one outlet air.
  • the housing 12 in particular the walls or walls of the housing, defines an air channel 11 in which flows a stream of air intended to be heat treated and to be sent into the passenger compartment of the vehicle.
  • the housing 12 includes the various elements of the device 10. In such an architecture, a flow of air from outside or inside the vehicle, is sucked by an air blower 14, also called blower or motorcycle group -ventilateur, and is thus conveyed within the housing 12.
  • the air blower 14 is contained in a portion of the housing 12 in the form of a spiral, commonly called volute 16.
  • the air flow sucked by the air blower 14 is oriented towards the walls of the volute 16 and thus follows the circular path defined by these walls as illustrated by the arrows A and B.
  • the volute 16 has a radial evolution starting from a point N called nose of the volute, on a angle range Q, here 360 °.
  • the volute 16 then has a volute outlet 18 (delimited by the dashed line) in the form of a rectilinear conduit so that the flow of air leaving the volute 16 follows this same direction, as illustrated by FIG. arrow C.
  • the device 10 for heating, ventilation and / or air conditioning further comprises heat exchangers for heating and / or cooling said air flow prior to distribution within the cabin according to the instructions of the occupants of the vehicle.
  • the heat treatment means may include an evaporator 20 which is intended to cool and dehumidify the flow of air therethrough, and a radiator 22 , possibly associated with an additional electric radiator 24, which is intended to heat any flow of air through them, knowing that the air flow from the evaporator 20 can bypass the radiators 22, 24 as illustrated in FIG. 1.
  • the air flow coming from said radiators 22, 24 may be mixed with the air flow coming from the evaporator 20 in a mixing zone 25.
  • the flow of air having passed through the heat exchanger (s) 20, 22 , 24 is then oriented to the outlets 27, 29 opening into different areas of the passenger compartment.
  • the part of the housing 12 in which the heat exchangers are arranged is commonly called distribution 26.
  • the portion of the housing 12 positioned between the volute outlet 18 and the distribution 26 is commonly referred to as the diverging portion 28.
  • the divergent portion 28 corresponds to a duct in which the flow of air leaving the volute 16 is conveyed to the first heat exchanger , here the evaporator 20.
  • the evaporator 20 being generally larger in height that the air blower 14 and the volute 16, the divergent 28 has an enlargement, relative to the volute 16, its height and / or its width.
  • the device 10 for heating, ventilation and / or air conditioning comprises a housing 12 comprising a perforated structure 30 having at least partially a plurality of openings 32 and a skin 36 arranged to fill the openings 32 of the structure openwork 30.
  • the perforated structure 30 is partially illustrated in FIG. 2.
  • the perforated structure 30 corresponds to a reinforcement made in a first material, mainly a thermoplastic.
  • the most commonly used thermoplastic is polypropylene filled with 20% Talc (PP TD 20) although other polymers such as polypropylene loaded with 40% chalk (PP KD 40) could be suitable for such use.
  • the perforated structure 30 corresponds to an armature and is made of a rigid material in order to withstand torsion and bending forces.
  • the perforated structure 30 has at least partially a plurality of openings 32, that is, the perforated structure 30 has holes or recesses within its structure.
  • the openings 32 are arranged at least partially in a repeated pattern.
  • the structure of the perforated structure 30 defines a mesh by the ribs 34 and the openings 32 so as to define a set of cells 35 which can be of the same geometrical shape or of different geometrical shape.
  • a cell 35 corresponds to an assembly of an opening 32 and a plurality of ribs 34, two juxtaposed cells 35 having one or more ribs 34 in common.
  • the ribs 34 are also connected to each other and form knots or junctions.
  • the ribs 34 define an opening 32, in other words a void space, so that when it is indicated that the opening or the cell has a certain shape, for example triangular, this implies that three ribs 34 define between them an opening 32 which is in the form of a triangle. In the same way, four ribs 34 will define between them an opening 32 of rectangular shape, and so on. In summary, a plurality of ribs 34 will define between them an opening 32 of polygonal shape.
  • a cell 35 consisting of an opening 32 and a plurality of ribs 34, is of a geometric shape (polygonal, circular, ...), the shape being a set of contours or a set of points defined by the ribs 34.
  • the perforated structure 30 defines an array of ribs 34 separated by openings 32 so as to define a frame, or a skeleton, robust and lighter.
  • the network of ribs 34 thus defines a mesh that can be homogeneous or heterogeneous.
  • the mesh, and therefore the cells 35 may be triangular 35a, rectangular 35b, pentagonal 35c or any other polygonal shape.
  • the mesh and therefore the cells 35 may also have other geometric shapes such as circles or ellipses.
  • the openings 32, and therefore the cells 35 are arranged at least partially in a repeated pattern for example according to a set of triangles.
  • the cells 35, and therefore the openings 32 may be of geometric shape and of identical or different dimensions.
  • the openings 32 are arranged at the volute 16 and / or divergent 28.
  • the mesh may comprise different patterns, the openings 32, and therefore the cells 35, may be arranged in a honeycomb pattern, that is to say, the openings 32, and therefore the cells 35, correspond to cells.
  • the mesh can also be in a triangle pattern, we speak of triangulation where the ribs draw triangles, we can also speak of a mesh type Eiffel Tower.
  • FIG. 3 illustrates the housing 12 according to the invention from the outside.
  • the housing 12 comprises a perforated structure 30 as defined above and a skin 36.
  • the skin 36 is arranged to fill the openings 32 so as to ensure a seal within the air channel 1 1 and to make so that the entire flow of air is directed towards the heat exchangers 20, 22, 24.
  • Figure 4 schematically illustrates such an arrangement in a cross-sectional view.
  • the skin 36 corresponds to a uniform layer of a material, which is secured or contiguous to the perforated structure 30 so as to plug the holes formed by the network of ribs 34 and to ensure that the flow of air remains confined within the air channel 1 1.
  • Figure 5 illustrates the housing 12 according to the invention seen from the inside, where it can be seen that the skin 36 corresponds to a uniform layer arranged at the volute 16 and / or divergent 28.
  • the skin 36 is made of a second material which may be identical to the material of the perforated structure 30. However, preferably, the skin is made of a lighter material.
  • a lighter material such as polyethylene terephthalate (PET), unfilled polypropylene (PP), acrylonitrile butadiene styrene (ABS) or polystyrene (PS).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP unfilled polypropylene
  • ABS acrylonitrile butadiene styrene
  • PS polystyrene
  • the housing 12 according to the invention therefore comprises two layers, a first layer materialized by the perforated structure 30 made of a more rigid material and of higher density than that of the skin 36. This first layer has at least partially openings 32.
  • the housing 12 further comprises a second layer materialized by the skin 36 made of a less rigid material and of a lower density than that of the perforated structure 30.
  • the housing 12 according to the invention is such that the thickness H n (or the height) of the perforated structure 30, and more particularly the thickness of the ribs 34, is greater than that of the skin H P , as illustrated in FIG.
  • the thickness H n of the perforated structure 30, and more particularly the thickness of the ribs 34 is between 1 and 1.5 mm, preferably 1.2 mm, while the thickness H P of the skin 36 is between 0.3 and 0.7 mm, preferably 0.5 mm.
  • the thickness H n of the rib 34 corresponds to the difference measured between two parallel faces, namely that which is in full contact with the skin 36 and the opposite or parallel skin as illustrated in FIG. 4.
  • the thickness H P of the skin 36 corresponds to the difference measured in the face in contact with the ribs 34 and the opposite, or parallel, to the latter.
  • the housing 12 according to the invention is such that the width L n of the ribs 34 is smaller than the width L 0 of the openings 32 as illustrated in FIG. 4.
  • the width L n of the ribs 34 corresponds to the difference measured between the two parallel faces. which is not in full contact with the skin 36.
  • the width L 0 of the openings 32 corresponds to the difference measured between two parallel ribs 34, or in the case of a triangle-shaped opening, the width L 0 corresponds to the height of the triangle.
  • the housing 12 may further comprise other openings which are not covered with a perforated structure or a skin to allow the introduction of various elements, for example an air filter.
  • the skin 36 can be formed by thermoforming.
  • the second thermoplastic material generally in the form of a plate is heated so as to soften and, taking advantage of the ductility of the material in this softened state, the skin 36 is shaped in a mold.
  • the perforated structure 30 is then overmolded on the skin 36.
  • FIG. 4 illustrates a casing resulting from such a process.
  • the invention therefore also relates to the method of manufacturing the housing according to the invention. The method comprises the following steps:
  • the housings 12 generally consist of 2 half-housings having fastening means 37 such as clips or screws, of complementary shapes to be fixed to one another.
  • fastening means 37 such as clips or screws
  • the skin 36 may also be formed by extrusion.
  • the second thermoplastic material passes through an extruder, namely that it is compressed and heated then forced to pass through a die having the section of the part to be obtained, that is to say the skin 36, in order to perform a stretch.
  • the perforated structure 30 is then overmolded on the skin 36.
  • the invention therefore also relates to the method of manufacturing the housing according to the invention.
  • the method comprises the following steps:
  • the skin may also be formed by an extrusion blow molding process, ie after extrusion, air or an inert gas is blown in such a way that the ductile material is pressed against the walls of the blow mold thus forming a hollow skin 36.
  • the skin 36 has an internal cavity 38.
  • the perforated structure 30 is then overmolded on the hollow skin 36.
  • FIG. 6 illustrates a case resulting from such a method.
  • Such a housing 12 may be particularly advantageous because, through the internal cavity 38 formed, the seal is always guaranteed and the air flow will flow only within the air channel 1 1. 11 is therefore not it is necessary in this embodiment to add a sealing bead between the two half-housings. It is also possible to arrange spacers 39 within the internal cavity 38 to strengthen the structure of the skin 36.
  • the invention therefore also relates to the method of manufacturing the housing according to the invention.
  • the method comprises the following steps:
  • the invention therefore also relates to the manufacturing method of the device heating, ventilation and air conditioning system for a motor vehicle comprising a housing 12 as described above.
  • the method comprises the following steps:
  • the housings can be crimped, loosened, screwed or clipped together to form the air channel 11.
  • the invention as just described can not be limited to the means and configurations exclusively described for a particular embodiment, and also applies to any combination of these means or configurations, and the equivalents and any combination of such means or configurations with equivalents.

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Abstract

L'invention concerne un boîtier (12) pour dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d'un véhicule automobile définissant un canal d'air (11) pour l'écoulement d'un flux d'air comprenant : 5 - une structure ajourée (30) comportant une pluralité d'ouvertures (32) délimitées par des nervures (34), - une peau (36) solidaire de la structure ajourée (30) recouvrant les ouvertures (32) de manière à former une paroi étanche au flux d'air. L'invention concerne également un procédé pour fabriquer un tel boîtier (12) ainsi 10 qu'un dispositif (10) de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant un tel boîtier (12).

Description

BOITIER POUR DISPOSITIF DE CHAUFFAGE, VENTILATION ET/OU
CLIMATISATION D’UN VEHICULE AUTOMOBILE
L’invention concerne un boîtier pour dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d’un véhicule automobile. L’invention se rapporte également au dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation pour véhicule automobile comprenant un tel boîtier ainsi qu’au procédé de fabrication d’un tel boîtier.
Les véhicules automobiles sont couramment équipés d’un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation pour réguler les paramètres aérothermiques d’un flux d’air distribué vers l’intérieur de l’habitacle du véhicule. Le dispositif comprend généralement un boîtier délimité par des cloisons dans lesquelles sont ménagées des ouvertures, dont au moins une entrée d'air et au moins une sortie d'air.
De façon connue, le boîtier loge un pulseur d’air pour faire circuler le flux d'air depuis l'entrée d'air vers la sortie d'air. Le boîtier loge aussi des moyens de traitement thermique pour réchauffer et/ou refroidir le flux d'air préalablement à sa distribution à l'intérieur de l'habitacle. A titre d'exemple, les moyens de traitement thermique, c’est- à-dire les échangeurs de chaleur, peuvent comprendre un évaporateur qui est destiné à refroidir et déshumidifier le flux d’air le traversant, ainsi qu’un radiateur, éventuellement associé à un radiateur additionnel, qui est destiné à réchauffer tout flux d’air qui le traverserait.
De tels boîtier sont habituellement en matière plastique et sont généralement constitués de deux demi-boîtiers définissant ainsi un volume interne, les échangeurs de chaleur et le pulseur d’air étant agencés entre les deux demi-boîtiers.
Ces boîtiers sont d’épaisseur relativement élevée, pour pouvoir supporter les échangeurs de chaleur, donc relativement coûteux en matière plastique et de poids relativement important.
L’objet de l’invention est de proposer un boîtier en matière plastique de haute rigidité relativement aux efforts de torsion et de flexion, tout en étant particulièrement léger. Pour cela l’invention propose un boîtier pour dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d’un véhicule automobile définissant un canal d’air pour l’écoulement d’un flux d’air comprenant :
- une structure ajourée comportant une pluralité d’ouvertures délimitées par des nervures,
- une peau solidaire de la structure ajourée recouvrant les ouvertures de manière à former une paroi étanche au flux d’air.
La structure ajourée présentant une pluralité d’ouvertures, va être plus léger qu’un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation conventionnel tout en présentant une rigidité satisfaisante grâce à l’agencement de ces ouvertures selon un maillage donné formant ainsi un réseau de nervures reliées les unes aux autres.
D’autres modes de réalisation selon l’invention proposent que :
- la structure ajourée comprend au moins 20 ouvertures toutes délimitées par les nervures ;
- la structure ajourée comprend au moins 10 ouvertures toutes délimitées par les nervures ;
- la structure ajourée comprend au moins 30 ouvertures toutes délimitées par les nervures ;
- la structure ajourée comprend au moins 40 ouvertures toutes délimitées par les nervures ;
- les ouvertures sont agencés au moins partiellement selon un motif répété ;
- les nervures sont agencées au moins partiellement selon un maillage en nid d’abeille;
- les nervures sont agencées au moins partiellement selon un maillage en triangulation ;
- l’épaisseur de la structure ajourée est supérieure à celle de la peau ;
- l’épaisseur de la structure ajourée est comprise entre 1 et 1 ,5 mm et l’épaisseur de la peau est comprise entre 0,3 et 0,7 mm ;
- la structure ajourée est réalisé dans une première matière et la peau est réalisée dans une deuxième matière, la première et deuxième matière étant de compositions différentes ; - la peau comprend une cavité interne ;
- les ouvertures sont de formes géométriques différentes ;
- la surface visible cumulée des nervures est inférieure à la surface visible cumulée des ouvertures, ou autrement dit la surface visible cumulée de la structure ajourée est inférieure à la surface visible cumulée de la peau ;
- les nervures font saillie de la peau ;
- les nervures sont noyées au moins partiellement, voire intégralement, dans l’épaisseur de la peau ;
- la largeur des nervures est inférieure à la largeur des ouvertures.
La peau, afin d’assurer une étanchéité du boîtier et de garantir l’écoulement du flux d’air à travers les échangeurs de chaleur, est agencée de manière à combler, ou boucher, les ouvertures. La peau étant d’épaisseur moindre que la structure ajourée, il en résulte un gain de poids considérable.
L’invention porte également sur le procédé de fabrication d’un boîtier tel que décrit ci- dessus, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
- Etape d’extrusion, où le second matériau de la peau est compressé et chauffé puis mis en forme dans un moule ;
- Etape de soufflage, où de l’air ou un gaz inerte est soufflé au sein du second matériau issu de la première étape de manière à créer une cavité interne au sein de la peau ;
- Etape de surmoulage, où le premier matériau de la structure ajourée est injecté sur la peau issue de la deuxième étape de manière à former un réseau de nervures avec des ouvertures.
L’invention concerne donc également le procédé de fabrication du boîtier selon l’invention. Ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- Etape de thermoformage, où le second matériau de la peau est chauffé puis mis en forme dans un moule ;
- Etape de surmoulage, où le premier matériau de la structure ajourée est injecté sur la peau de manière à former un réseau de nervures avec des ouvertures. L’invention porte également sur un dispositif de chauffage, ventilation et climatisation pour véhicule automobile comprenant un boîtier tel que décrit ci-dessus. Selon l’invention, le dispositif comprend un pulseur d’air et au moins un échangeur de chaleur, le boîtier comprenant une partie volute dans laquelle est agencé le pulseur d’air, une partie distribution dans laquelle sont agencés les échangeurs de chaleur et une partie divergente agencée entre la volute et la distribution, les ouvertures et la peau étant agencés au niveau de la volute et/ou du divergent.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
- La figure 1 correspond à une représentation schématique d’un dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon une vue de profil ;
- La figure 2 illustre une vue en perspective d’une partie de la structure ajourée du boîtier selon l’invention ;
- La figure 3 illustre une vue en perspective d’une partie du boîtier selon l’invention vu de l’extérieur ;
- La figure 4 illustre une vue schématique en coupe d’une partie du boîtier selon l’invention selon un mode de réalisation ;
- La figure 5 illustre une vue en perspective d’une partie du boîtier selon l’invention vu de l’intérieur ;
- La figure 6 illustre une vue schématique en coupe d’une partie du dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation selon un autre mode de réalisation.
Les réalisations suivantes sont des exemples. Bien que la description se réfère à un ou plusieurs modes de réalisation, ceci ne signifie pas nécessairement que chaque référence concerne le même mode de réalisation, ou que les caractéristiques s’appliquent seulement à un seul mode de réalisation. De simples caractéristiques de différents modes de réalisation peuvent également être combinées ou interchangées pour fournir d’autres réalisations.
La figure 1 illustre une vue de profil un dispositif 10 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprenant un boîtier 12 avec au moins une entrée d’air et une sortie d’air. Le boîtier 12, notamment les cloisons ou parois du boitier, définit un canal d’air 11 dans lequel s’écoule un flux d’air destiné à être traité thermiquement et à être envoyer dans l’habitacle du véhicule. Le boîtier 12 englobe les différents éléments du dispositif 10. Dans une telle architecture, un flux d’air venant de l’extérieur ou de l’intérieur du véhicule, est aspiré par un pulseur d’air 14, aussi appelé blower ou groupe moto-ventilateur, et est ainsi véhiculé au sein du boîtier 12. Le pulseur d’air 14 est contenu dans une partie du boîtier 12 en forme de spirale, communément appelé volute 16. Le flux d’air aspiré par le pulseur d’air 14 est orienté vers les parois de la volute 16 et épouse ainsi la trajectoire circulaire définie par ces parois comme illustré par les flèches A et B. La volute 16 présente une évolution radiale en partant d’un point N appelé nez de la volute, sur une gamme d’angle Q, ici 360°. La volute 16 présente ensuite une sortie 18 de volute (délimitée par le trait en pointillés) ayant la forme d’un conduit rectiligne de manière à ce que le flux d’air sortant de la volute 16 suive cette même direction, comme illustré par la flèche C.
Le dispositif 10 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend en outre des échangeurs de chaleur pour réchauffer et/ou refroidir ledit flux d'air préalablement à sa distribution au sein de l'habitacle selon les consignes des occupants du véhicule. A titre d'exemple, les moyens de traitement thermique, c’est-à-dire les échangeurs de chaleur, peuvent comprendre un évaporateur 20 qui est destiné à refroidir et déshumidifier le flux d’air le traversant, ainsi qu’un radiateur 22, éventuellement associé à un radiateur électrique additionnel 24, qui est destiné à réchauffer tout flux d’air le ou les traversant, sachant que le flux d’air issu de l’évaporateur 20 peut contourner les radiateurs 22, 24 comme illustré sur la figure 1. Le flux d’air issu desdits radiateurs 22,24 peut être mélangé au flux d’air issu de l’évaporateur 20 dans une zone de mixage 25. Le flux d’air ayant traversé le ou les échangeurs de chaleur 20, 22, 24 est alors orienté vers les bouches de sorties 27, 29 débouchant dans différentes zones de l’habitacle. La partie du boîtier 12 dans laquelle sont agencés les échangeurs de chaleurs est communément appelée distribution 26.
La partie du boîtier 12 positionnée entre la sortie de volute 18 et la distribution 26 est communément appelée divergent 28. Le divergent 28 correspond à un conduit dans lequel le flux d’air sortant de la volute 16 est acheminé jusqu’au premier échangeur de chaleur, ici l’évaporateur 20. L’évaporateur 20, étant généralement plus grand en hauteur que le pulseur d’air 14 et la volute 16, le divergent 28 présente un élargissement, par rapport à la volute 16, sur sa hauteur et/ou sur sa largeur.
Selon l’invention, le dispositif 10 de chauffage, ventilation et/ou climatisation comprend un boîtier 12 comprenant une structure ajourée 30 présentant au moins partiellement une pluralité d’ouvertures 32 et une peau 36 agencée de manière à combler les ouvertures 32 de la structure ajourée 30.
La structure ajourée 30 est partiellement illustrée en figure 2. La structure ajourée 30 correspond à une armature faite dans un premier matériau principalement un thermoplastique. Le thermoplastique le plus couramment utilisé correspond à du polypropylène chargé à 20 % en Talc (PP TD 20) bien que d’autres polymères tel qu’un polypropylène chargé à 40 % en craie (PP KD 40) pourrait correspondre pour un tel usage. La structure ajourée 30 correspond à une armature et est réalisé dans un matériau rigide afin de pouvoir résister aux efforts de torsion et de flexion.
Comme illustré sur la figure 2, la structure ajourée 30 présente au moins partiellement une pluralité d’ouvertures 32, autrement dit, la structure ajourée 30 présente des trous ou des évidements au sein de sa structure. Les ouvertures 32 sont agencées au moins partiellement selon un motif répété. Autrement dit, la structure de la structure ajourée 30 définit un maillage par les nervures 34 et les ouvertures 32 de façon à définir un ensemble de cellules 35 pouvant être de même forme géométrique ou de forme géométrique différente. Une cellule 35 correspond à un ensemble d’une ouverture 32 et d’une pluralité de nervures 34, deux cellules 35 juxtaposées pouvant avoir une ou plusieurs nervures 34 en commun. Les nervures 34 sont aussi reliées les unes aux autres et forment des noeuds ou des jonctions.
Pour résumer, selon l’invention il est compris que les nervures 34 définissent une ouverture 32, autrement dit un espace vide, si bien que lorsqu’il est indiqué que l’ouverture ou la cellule a une certaine forme, par exemple triangulaire, cela implique que trois nervures 34 définissent entre elles une ouverture 32 qui est en forme de triangle. De la même manière, quatre nervures 34 vont définir entre elles une ouverture 32 de forme rectangulaire, et ainsi de suite. En résumé, une pluralité de nervures 34 vont définir entre elles une ouverture 32 de forme polygonale. Pour simplifier, il sera dit par la suite qu’une cellule 35, étant constituée d’une ouverture 32 et d’une pluralité de nervures 34, est d’une forme géométrique (polygonale, circulaire,...), la forme étant un ensemble de contours ou un ensemble de points définis par les nervures 34.
En d’autres termes, la structure ajourée 30 définit un réseau de nervures 34 séparées par des ouvertures 32 de manière à définir une armature, ou un squelette, robuste et plus légère. Le réseau de nervures 34 définit ainsi un maillage qui peut être homogène ou hétérogène.
Comme illustré en figure 2, le maillage, et donc les cellules 35, peuvent être de forme triangulaire 35a, rectangulaire 35b, pentagonale 35c ou toute autre forme polygonale. Le maillage et donc les cellules 35 peuvent aussi avoir d’autres formes géométriques telles que des cercles ou encore des ellipses. Les ouvertures 32, et donc les cellules 35, sont agencées au moins partiellement selon un motif répété par exemple selon un ensemble de triangles. Les cellules 35, et donc les ouvertures 32, peuvent être de forme géométrique et de dimensions identiques ou différentes. Les ouvertures 32 sont agencées au niveau de la volute 16 et/ou du divergent 28. Autrement dit, le maillage peut comprendre différents motifs, les ouvertures 32, et donc les cellules 35, peuvent être agencées selon un motif en nid d’abeilles, c’est-à- dire les ouvertures 32, et donc les cellules 35, correspondent à des alvéoles. Le maillage peut aussi être selon un motif en triangle, on parle de triangulation où les nervures dessinent des triangles, on peut aussi de parler d’un maillage de type tour Eiffel.
La figure 3 illustre le boîtier 12 selon l’invention vu de l’extérieur. Le boîtier 12 comprend une structure ajourée 30 tel que définit ci-dessus et une peau 36. La peau 36 est agencée de manière à combler les ouvertures 32 de manière à garantir une étanchéité au sein du canal d’air 1 1 et de faire en sorte que l’intégralité du flux d’air soit orienté vers les échangeurs de chaleur 20, 22, 24.
La figure 4 illustre de manière schématique un tel agencement selon une vue en coupe transversale. La peau 36 correspond à une couche uniforme d’un matériau, qui est assujettie, ou accolée, au structure ajourée 30 de manière à boucher les trous formées par le réseau de nervures 34 et faire en sorte que le flux d’air reste cantonné au sein du canal d’air 1 1. La figure 5 illustre le boîtier 12 selon l’invention vu de l’intérieur, où l’on peut voir que la peau 36 correspond à une couche uniforme agencée au niveau de la volute 16 et/ou du divergent 28.
La peau 36 est réalisée dans un second matériau qui peut être identique au matériau de la structure ajourée 30. Toutefois, de manière préférentielle, la peau est réalisée dans un matériau plus léger. A titre d’exemples nous pouvons citer divers polymères tels que le PolyTéréphtalate d'Ethylène (PET), le PolyPropylène non chargé (PP), l’Acrylonitrile Butadiène Styrène (ABS) ou encore le polystyrène (PS). Le boîtier 12 selon l’invention comprend donc deux couches, une première couche matérialisée par la structure ajourée 30 réalisée dans un matériau plus rigide et de densité plus élevée que celui de la peau 36. Cette première couche présente au moins partiellement des ouvertures 32. Le boîtier 12 comprend en outre une seconde couche matérialisée par la peau 36 réalisée dans un matériau moins rigide et de densité plus basse que celui de la structure ajourée 30.
Le boîtier 12 selon l’invention est tel que l’épaisseur Hn (ou la hauteur) de la structure ajourée 30, et plus particulièrement l’épaisseur des nervures 34, est supérieure à celle de la peau HP, comme illustré sur la figure 4. En effet, l’épaisseur H n de la structure ajourée 30, et plus particulièrement l’épaisseur des nervures 34, est comprise entre 1 et 1 ,5 mm, de préférence 1 ,2 mm, tandis que l’épaisseur HP de la peau 36 est comprise entre 0,3 et 0,7 mm, de préférence 0,5 mm. L’épaisseur Hn de la nervure 34 correspond à l’écart mesuré entre deux faces parallèles, à savoir celle qui est en intégralement en contact avec la peau 36 et celle opposée ou parallèle comme illustré sur la figure 4. De manière analogue, l’épaisseur HP de la peau 36 correspond à l’écart mesuré en la face en contact avec les nervures 34 et celle opposée, ou parallèle, à cette dernière. Dans le cas où la nervure 34 est noyée dans la peau 36, on peut parler d’une épaisseur H n à nue. Le boîtier 12 selon l’invention est tel que la largeur Ln des nervures 34 est inférieure à la largeur L0 des ouvertures 32 comme illustré en figure 4. La largeur Ln des nervures 34 correspond à l’écart mesuré entre les deux faces parallèles qui ne intégralement en contact avec la peau 36. La largeur L0 des ouvertures 32 correspond à l’écart mesuré entre deux nervures 34 parallèles, ou dans le cas d’une ouverture en forme de triangle, la largeur L0 correspond à la hauteur du triangle.
Le boîtier 12 peut comprendre en outre d’autres ouvertures qui ne sont pas recouverte d’une structure ajourée ni d’une peau pour pouvoir permettre l’introduction de divers éléments, par exemple d’un filtre à air.
Il existe plusieurs moyens pour former la peau 36. La peau 36 peut être formée par thermoformage. Autrement dit, le second matériau thermoplastique généralement sous la forme de plaque est chauffé de manière à être ramolli puis, profitant de la ductilité du matériau dans cet état ramolli, la peau 36 est mise en forme dans un moule. La structure ajourée 30 est ensuite surmoulé sur la peau 36. La figure 4 illustre un boîtier issu d’un tel procédé. L’invention concerne donc également le procédé de fabrication du boîtier selon l’invention. Ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- Etape de thermoformage, où le second matériau de la peau 36 est chauffé puis mis en forme dans un moule ;
- Etape de surmoulage, où le premier matériau de la structure ajourée 30 est injecté sur la peau 36 de manière à former un réseau de nervures avec des ouvertures 32.
Comme expliqué précédemment, les boîtiers 12 sont généralement constitués de 2 demi-boîtiers présentant des moyens de fixation 37 tels que des clips ou des vis, de formes complémentaires pour pouvoir être fixé à l’un à l’autre. Toutefois afin d’assurer une bonne étanchéité, il convient d’agencer un cordon d’étanchéité entre les deux demi-boîtiers afin que l’intégralité du flux d’air reste au sein du canal d’air La peau 36 peut également être formée par extrusion. Pour cela, le second matériau thermoplastique passe à travers une extrudeuse, à savoir qu’il est compressé et chauffé puis contraint de traverser une filière ayant la section de la pièce à obtenir, c'est-à-dire la peau 36, afin de réaliser un étirage. La structure ajourée 30 est ensuite surmoulé sur la peau 36.
L’invention concerne donc également le procédé de fabrication du boîtier selon l’invention. Ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- Etape d’extrusion, où le second matériau de la peau 36 est compressé et chauffé puis mis en forme dans un moule ;
- Etape de surmoulage, où le premier matériau de la structure ajourée 30 est injecté sur la peau 36 de manière à former un réseau de nervures avec des ouvertures 32.
Selon une variante, la peau peut être aussi formée par un procédé d’extrusion- soufflage, à savoir qu’à la suite de l’extrusion, de l'air ou un gaz inerte est insufflé de manière à ce que la matière ductile soit plaquée contre les parois du moule de soufflage permettant ainsi de former une peau 36 creuse. Autrement dit, la peau 36 présente une cavité interne 38. La structure ajourée 30 est ensuite surmoulé sur la peau 36 creuse. La figure 6 illustre un boîtier issu d’un tel procédé. Un tel boîtier 12 peut être particulièrement avantageux car, de par la cavité interne 38 formée, l’étanchéité est toujours garantie et le flux d’air s’écoulera uniquement au sein du canal d’air 1 1. 11 n’est donc pas nécessaire dans ce mode de réalisation d’ajouter un cordon d’étanchéité entre les deux demi-boîtiers. Il est également possible d’agencer des entretoises 39 au sein de la cavité interne 38 afin de renforcer la structure de la peau 36.
L’invention concerne donc également le procédé de fabrication du boîtier selon l’invention. Ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- Etape d’extrusion, où le second matériau de la peau 36 est compressé et chauffé puis mis en forme dans un moule ;
- Etape de soufflage, où de l’air ou un gaz inerte est soufflé au sein du second matériau issu de la première étape afin de créer une cavité interne au sein de la peau 36; - Etape de surmoulage, où le premier matériau de la structure ajourée 30 est injecté sur la peau 36 issue de la deuxième étape de manière à former un réseau de nervures avec des ouvertures 32. L’invention concerne donc également le procédé de fabrication du dispositif de chauffage, ventilation et climatisation pour véhicule automobile comprenant un boîtier 12 tel que décrit précédemment. Ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- Etape d’insertion où les échangeurs de chaleurs et le pulseur d’air sont agencés entre les deux demi-boitiers issus de l’étape de surmoulage tel que décrite ci-dessus
- Etape d’assemblage mécanique où les deux boîtiers sont asujettis, les boîtiers peuvent être sertis, boutrollés, vissés ou encore clipés ensembles afin de former le canal d’air 11. L’invention telle qu’elle vient d’être décrite ne saurait se limiter aux moyens et configurations exclusivement décrits pour un exemple de réalisation particulier, et s’applique également à toutes combinaisons de ces moyens ou configurations, ainsi qu’aux équivalents et à toute combinaison de tels moyens ou configurations avec les équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1. Boîtier (12) pour dispositif de chauffage, ventilation et/ou climatisation d’un véhicule automobile définissant un canal d’air (1 1 ) pour l’écoulement d’un flux d’air comprenant :
- une structure ajourée (30) comportant une pluralité d’ouvertures (32) délimitées par des nervures (34),
- une peau (36) solidaire de la structure ajourée (30) recouvrant les ouvertures (32) de manière à former une paroi étanche au flux d’air.
2. Boîtier (12) selon la revendication 1 , dans lequel la structure ajourée comprend au moins 20 ouvertures (32) toutes délimitées par les nervures (34).
3. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel les nervures (34) sont agencées au moins partiellement selon un maillage en nid d’abeille.
4. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel les nervures (34) sont agencées au moins partiellement selon un maillage en triangulation.
5. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’épaisseur de la structure ajourée (30) est comprise entre 1 et 1 ,5 mm et l’épaisseur de la peau (36) est comprise entre 0,3 et 0,7 mm.
6. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la structure ajourée (30) est réalisé dans une première matière et la peau (36) est réalisée dans une deuxième matière, la première et deuxième matière étant de compositions différentes.
7. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel la peau (36) comprend une cavité interne (39).
8. Boîtier (12) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel les ouvertures (32) sont de formes géométriques différentes.
9. Procédé de fabrication d’un boîtier (12) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes :
- Etape d’extrusion, où le second matériau de la peau (36) est compressé et chauffé puis mis en forme dans un moule ;
- Etape de soufflage, où de l’air ou un gaz inerte est soufflé au sein du second matériau issu de la première étape de manière à créer une cavité interne (39) au sein de la peau (36);
- Etape de surmoulage, où le premier matériau de la structure ajourée (30) est injecté sur la peau (36) issue de la deuxième étape de manière à former un réseau de nervures (34) avec des ouvertures (32).
10. Dispositif (10) de chauffage, ventilation et climatisation pour véhicule automobile comprenant un boîtier (12) selon les revendications 1 à 8 caractérisé en ce que le dispositif (10) comprend un pulseur d’air (14) et au moins un échangeur de chaleur (20, 22, 24), le boîtier (12) comprenant une partie volute (16) dans laquelle est agencé le pulseur d’air (14), une partie distribution (26) dans laquelle sont agencés les échangeurs de chaleur (20, 22, 24) et une partie divergente (28) agencée entre la volute (16) et la distribution (26), les ouvertures (32) et la peau (36) étant agencés au niveau de la volute (14) et/ou du divergent (28).
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