WO2024013082A1 - Dispositif de chauffage électrique pour véhicule automobile - Google Patents

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WO2024013082A1
WO2024013082A1 PCT/EP2023/069020 EP2023069020W WO2024013082A1 WO 2024013082 A1 WO2024013082 A1 WO 2024013082A1 EP 2023069020 W EP2023069020 W EP 2023069020W WO 2024013082 A1 WO2024013082 A1 WO 2024013082A1
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WO
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tube
metal
metal bar
electrical connection
electric heating
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/069020
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English (en)
Inventor
Frédéric MOULINAS
Erwan Gogmos
Thomas Bernhardt
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques
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    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/48—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor embedded in insulating material
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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 the field of heating of electric vehicles and it relates more precisely to an electric heating device, in particular for a motor vehicle.
  • heating of the passenger compartment is commonly carried out by reusing the calories produced by the thermal engine of such a vehicle.
  • electric heating devices In vehicles with electric motors, where these calories are not available, it is known to use electric heating devices to heat the passenger compartment of the vehicle. This electric heating is commonly carried out by a radiator comprising heating elements, for example heating resistors.
  • Such a radiator comprising a heating body made of aluminum is known from the prior art.
  • This heating body comprises a plurality of tubes in which the heating elements are mounted, and a plurality of heat sinks in the form of fins separating each of the tubes of this plurality of tubes.
  • This heating body is surmounted by an electrical connection box which must be mounted watertight on an upper portion of the heating body, from which the connections of the heating elements intended to be electrically connected to the electrical connection box emerge. Indeed, the air passed through the heating body of the electric radiator before being directed towards the passenger compartment may be humid and this humidity must not alter the electrical connections of the radiator.
  • a seal is therefore placed on the upper periphery of the heating body and separates the upper portion of the heating body, comprising the electrical outputs of the heating elements of the heating body, and the electrical connection box.
  • the constitution of the electric heating device involves providing a ground connection for the metal carcass formed by the tubes and the fins, and this ground connection must be as space-saving and as simple as possible, it being understood that the ground connector to which must be connected; the metal frame is integral with the electrical connection box.
  • the wired electrical connections extending from an external face of the heating body bypassing the housing are detrimental to the mounting of the electric radiator in the associated heating installation and present the risk of being damaged during assembly.
  • the presence of this additional part implies increasing the size of the opening made in the electrical connection box to allow the connection of the heating body, and it follows from this that it is necessary to resize the seal previously mentioned .
  • the present invention proposes an electric heating device which overcomes the disadvantages of the prior art mentioned above, that is to say whose connection to ground is reliable, secure, and carried out without implication on the design of other parts of the heating device and in particular on the dimension and position of the sealing means at the junction between the heating body and the electrical connection box.
  • the invention proposes an electric heating device in particular for a motor vehicle, said device comprising an electrical connection box and a heating body comprising a plurality of heating elements intended to be supplied with current, a plurality of metal tubes , at least a part of which comprises said heating elements, and a plurality of metal heat sinks, the metal tubes and the metal heat sinks forming a conductive carcass at the same electrical potential, said device being characterized in that at least one tube of said plurality of tubes comprises a conductive element projecting from said at least one tube and in contact with said at least one tube, said projecting element being connected to a ground connector of said electrical connection box.
  • the conductive element projecting from said at least one tube is in electrical contact with said at least one tube.
  • electrical contact the ability of the conductive element to transmit a current from the conductive carcass to the ground connector, it being understood that in normal operation of the heating device, the electric current is not supposed to circulate within the carcass driver.
  • connection to the ground of the heating body uses a conductive element housed within one of the tubes of the heating body, this conductive element does not interfere with the mounting of the heating body in the connection box . Indeed, by being part of one of the tubes of the heating body, it does not modify the volume allocated to the heating body.
  • the conductive element protruding from the tube at one end thereof is located directly in a connection zone between the connection box and the heating body and can thus be housed inside a seal included between an upper periphery of the heating body and the electrical connection box.
  • the heating device is a high voltage device, in other words a device whose electrical voltage is greater than 48V or 52V, for example equal to 400V or 8ooV.
  • the heating elements comprise at least one resistive element, in particular with a positive temperature coefficient (PTC), sandwiched between two electrodes.
  • PTC positive temperature coefficient
  • the conductive element is an element distinct from these electrodes.
  • the conductive element is electrically isolated from these electrodes.
  • the protruding conductive element does not transmit current to said at least one resistive element.
  • the conductive element projecting from said at least one tube is a metal bar arranged longitudinally in said at least one tube, said metal bar comprising at least one metal tongue in contact with an internal surface of said at least a tube.
  • the metal bar is a separate element from said at least one tube.
  • the position of the metal bar within the tube is ensured by appropriate elasticity of the metal tongue, the spacing of which relative to a main elongation plane of the bar is such that contact is ensured with the internal surface of the tube during insertion.
  • the metal tongue has an elasticity compatible with the adjustment of the size of said at least one tube, the latter being intended to be deformed in the same way as the tubes which contain heating elements within them are to freeze the position of the heating elements in the tubes.
  • said at least one metal tongue is a lateral portion of said metal bar, articulated on a body of said metal bar at the level of a base of said metal tongue.
  • the metal tongue advantageously has a hook shape with a rounded portion intended to be in contact with the internal surface of the tube and a free end which points towards the body of the metal bar.
  • the articulation of the metal tongue allows, through the elasticity of the metal tongue, easy insertion of the metal bar into said at least one tube, the hooks deforming by flattening during this insertion, and ensuring good contact tabs with said at least one tube.
  • the tongue is for example obtained by cutting then folding a side portion of the metal bar. This production of the tabs is simple and inexpensive to manufacture.
  • said at least one tube further comprises an electrical connection member projecting from said at least one tube, the projecting part of said electrical connection member being electrically connected to an electrical power supply in said electrical connection box .
  • This electrical connection member is for example a positive or negative bus bar.
  • said electrical connection member and said metal bar are at least partially embedded in a material insulating polymer, on a longitudinal portion of said electrical connection member and of said metal bar. Said longitudinal portion covers neither said at least one metal tab nor the ends of said electrical connection member and of said metal bar intended to be electrically connected to said electrical connection box.
  • This overmolding ensures electrical insulation between the metal bar and the electrical connection member. In addition, it facilitates the insertion and positioning of the metal bar and the electrical connection member in the tube by grouping them into an overmolded block.
  • said metal bar comprises several metal tabs distributed uniformly along said metal bar. This ensures good contact between the metal bar and the internal surface of the tube, and ensures that the metal bar is substantially parallel to the internal surface of the tube.
  • said at least one tube further comprises another metal bar comprising one or more metal tabs in contact with said internal surface of said at least one tube, said metal bar and said other metal bar being arranged on either side and on the other hand a median plane cutting longitudinally the width of said at least one tube, said metal bar and said other metal bar being secured to each other.
  • This other metal bar secured to said metal bar makes it possible to properly position the latter in the tube, and allows better conductive contact between the tube and said metal bar when the connection between these bars is itself conductive.
  • said other metal bar and said metal bar being positioned in this overmolding on either side of an electrical connection member, then said other metal bar has in particular a function of aiding the positioning of the overmolded block in the tube.
  • the metal tongues of said metal bar, or of said metal bar and of said other metal bar project from the same side of said metal bar or of said metal bars.
  • This arrangement of the metal tabs makes it possible to arrange on one side of the metal bar or metal bars, that is to say the side opposite the metal tabs, heating elements or sensors for example.
  • said at least one tube further comprises one or more temperature sensors arranged on the side opposite said same side of said metal bar(s), said temperature sensors being in contact with a wall of said at least a tube.
  • This arrangement optimizes the use of the tube when it does not include heating elements, the tube being used for the sensors and possible sensor connection wires which allow an electrical connection to said electrical connection box.
  • the wall against which the sensors rest is in contact with a heat sink of said plurality of heat sinks.
  • said at least one tube is arranged on a side edge of said heating body. Thus it does not disrupt the heat dissipation of the rest of the heating body whose arrangement is optimized for this heat dissipation.
  • said projecting conductive element is a metal finger extending a wall of said at least one tube.
  • the protruding conductive element is no longer made by an attached part such as the metal bar, but directly by the tube and a specific shape thereof. has the disadvantage of having to cut said at least one tube after extrusion and is therefore not preferred.
  • FIG. 1 illustrates an electric heating device according to the invention, making visible in particular a heating body, comprising a plurality of tubes and heat sinks, and an electrical connection box connected to an upper portion of the heating body,
  • FIG. 1 represents in perspective one of the tubes of the device of figure i, in which heating elements are arranged
  • FIG. 3 represents an exploded view of a conductive element intended to be connected to ground and one of the tubes of the device of Figure 1, distinct from the tube of Figure 2, and in which this conductive element is inserted,
  • FIG. 4 represents in perspective an upper portion of the heating body of the heating device of Figure 1, as well as the electrical connection box shown partially and in transparency, to make the connection to the ground of an element more particularly visible conductor forming a projection from the tube of Figure 3,
  • FIG. 5 represents in perspective a view similar to that of Figure 4, this time without the electrical connection box, to illustrate an alternative embodiment which differs from the previous figures by the content of the tube housing the conductive element connected to the mass,
  • FIG. 6 represents a detailed perspective view of two conductive elements intended to be connected to ground and to be housed respectively in one of the tubes of the heating body of Figure 5, with metal bars and a control member. electrical connection embedded in an insulating polymer material,
  • FIG. 7 represents the elements of figure 6 housed in a corresponding tube, the tube being represented in transparency
  • fig 8 represents a variant of a conductive element intended to be connected to the ground and to be housed in one of the tubes of the heating body visible in Figure 3, with two metal bars made integral with each other, And
  • FIG. 9 represents the conductive elements of Figure 8 arranged in the electric radiator, without the tube containing these elements to make them visible.
  • the invention relates to an electric heating device for a motor vehicle with specific grounding means, and in particular one or more conductive elements respectively projecting from a tube and in contact with the corresponding tube, these conductive elements being connected to a ground connector.
  • the conductive element consists of a single metal bar housed in the corresponding tube, with reference to Figures i to 4 in particular.
  • the electric heating device 2 is intended to heat the passenger compartment of a motor vehicle, in particular an electric vehicle, and comprises an electrical connection box 4 connected to an electrical power supply network of the vehicle, at least a vehicle computer and a vehicle ground connection.
  • This connection box 4 therefore comprises a positive power bus, a negative power bus, a ground connector 18, as visible in Figure 6 by way of example, and a connection to a computer bus.
  • the electric heating device 2 also comprises a heating body 6 intended to be crossed by a flow of air to be heated and comprising a plurality of resistive elements which generate heat transmitted to the air flow depending on a power supply appropriate electrical coming from the connection box 4.
  • the heating body 6, in an upper portion of the heating body is fixed in a sealed manner to the connection box, in particular with a seal here not visible and which extends around the perimeter of the heating body.
  • the heating body 6 is made up of alternating metal tubes 8 and heat sinks 10 also made of metal.
  • the metal tubes and heat sinks are made of aluminum.
  • the metal tubes 8 are distinguished into two types depending on what they house within them, with heating tubes 32, which can in particular be arranged in the center of the heating body, and electrical connection tubes 12, 14, which can in particular be arranged at the lateral ends of the heating body, at the end of the stack of tubes and heat sinks. It should be noted that in the example illustrated the The shape of the heating tubes and the electrical connection tubes is the same and it is only possible to distinguish them by what is housed within them.
  • the heating tubes 32 include heating elements whose heat is transmitted by the walls of the heating tubes to the fin-shaped heat sinks 10, which diffuse the heat into the passenger compartment of the vehicle.
  • the heating body 6 thus presents in Figure 1, an overall parallelepiped shape, the side walls of the heating body 6 being formed by two lateral tubes, here forming the electrical connection tubes 12, 14.
  • the length of the heating body 6 is equal to the length of one of the tubes 8, the width of the heating body being equal to the distance separating the side tubes, and the height of the heating body being the width of one of the side walls, that is to say say the width of one of the tubes 8.
  • a heating tube 32 comprising heating elements, is shown in Figure 2. Like each of the tubes 8, the heating tube 32 generally has a parallelepiped shape, and the heating tubes are arranged in the heating body so that the length 56 of the heating tube 32 corresponds to the length of the heating body 6 and so that the width 58 of the tube 32 corresponds to the height of the heating body 6. The smallest dimension of this parallelepiped also corresponds to the thickness 60 of heating tube 32.
  • the heating elements are in the form of resistive elements 44 with a positive temperature coefficient (PTC), namely in this case ceramic stones with a PTC effect. These resistive elements 44 are crossed by a current transmitted by two electrodes 38 and 40 when the electric heating device 2 is in operation.
  • the electrodes 38 and 40 are electrically insulated from the tube 32 by two insulating layers 34 and 36.
  • Several resistive elements 44 are mounted in parallel between the two electrodes 38 and 40 along the tube 32.
  • the resistive elements 44 have on each of their surfaces in contact with an electrode 38, 40, a metal layer 42, for example aluminum. It should be noted that this production of the heating elements is not limiting to the invention, since they are housed in a heating tube 32 similar to what was previously described.
  • a first electrode 38 is made integral with a positive power bus 39 electrically connected to the electrical connection box 4 of the electric heating device 2 when the body heating tube is fixed on the electrical connection box 4.
  • the second electrode 40 is made integral with a negative power bus 41 electrically connected to the electrical connection box 4.
  • the conductive element consists of a single metal bar housed in the corresponding tube.
  • at least one electrical connection tube 12, 14 comprises a metal bar 16 made of aluminum housed in the tube and a free end of which projects from the corresponding electrical connection tube in the direction of the length of this tube, towards the connection box 4, as is particularly visible in Figure 4.
  • each of the tubes arranged at the lateral ends of the heating body comprises such a metal bar, but as a variant, it is possible to provide only one tube of the heating body comprises a metal bar 16, this tube not necessarily being disposed at a lateral end of the heating body 6.
  • connection tube 12, 14 has a shape and dimensions equivalent to those of the heating tube 32, so that we can recognize in Figure 3 the length 56 of the connection tube, in a longitudinal direction, the width 58 and the thickness 60 of the connecting tube.
  • connection tubes 12, 14 may be similar, only one of the electrical connection tubes 12 is detailed here, in particular with reference to Figure 3.
  • This connector is connected by an electrical conductor 47, shown here schematically in Figure 4, to the ground connector 18 of the connection box 4.
  • connection tube 12 going beyond the walls of the connection tube 12 and thus forming a longitudinal projection relative to this connection tube, it is possible to ground the heating body 6 via this metal finger which extends in the longitudinal extension, towards the connection box 4, of the envelope defining the heating body.
  • a seal used for sealing the junction between the upper periphery of the heating body 6 and the connection box 4 thus ensures that this connection to the ground is also waterproof, without it being necessary to provide a higher dimensioning of the seal.
  • no electrical conductor allowing connection to ground extends outside the heating body, which makes it possible to avoid hindering the assembly and prevents this assembly from risking damage to the electrical conductor.
  • the metal bar 16 incorporated in the connection tube 12 has a substantially flat body and metal tabs 20 distributed regularly along the metal bar 16, the purpose of which is to ensure contact between the metal bar and the connection tube 12
  • the metal tongues 20 are articulated on the body of the metal bar 16 at the level of a base 200 of the tongue, defining the axis of articulation, and it is understood that this flexibility makes it possible to ensure contact with the tube of articulation. connection without risking not being able to insert the metal bar into the connection tube.
  • a metal tongue 20 is produced by a cutting operation of a longitudinal edge of the metal bar 16 then by various folding operations.
  • the metal tongue 20 is folded a first time to release the tongue from the plane in which the body of the metal bar fits and thus form a projection, articulated around the base 200.
  • the metal tongue is then folded a second time, so that the free end 202 is brought back towards the body of the metal bar 16, so as to give the tongue a hook shape with a rounded edge 204 which forms the contact surface between the tongue 20 and the wall of the tube 12 facing this tongue 20.
  • This hook shape and this elasticity makes it easier to insert the metal bar 16 into the tube 12 without the free end 202 rubbing against the internal surface of the tube.
  • connection tube 12 The insertion of the conductive element, formed by the metal bar 16, into the connection tube 12, 14 is particularly visible in Figure 3, with the metal bar which is inserted into the connection tube through an opening formed at a longitudinal end of the connecting tube.
  • the metal bar 16 having the shape of a flat bar from which the tongues 20 project, the flat part of the metal bar 16 is inserted into the tube 12 facing a wall 62 of larger surface area of the tube 12, so that the hooks are capable of coming into contact with the internal surfaces of the connecting tube which delimit the thickness 60 of this connecting tube.
  • the hooks are shaped to be slightly larger, in a direction in which the thickness 60 of the connecting tube 12 lies, than the opening of the tube through which the metal bar is inserted, and to deform by flattening when of insertion, which improves the chances of contact between the wall of the tube 12 and the tabs 20.
  • the thickness 60 of the connecting tube 12 is smaller than the average distance between the rounded edge of the tongues and the plane in which the body of the metal bar 16 fits.
  • the metal bar 16 is inserted in a direction such that the bases 200 of each of the tongues 20 enter the connecting tube 12 before the rounded edge 204 of the corresponding tongue, which has the effect of effect of again facilitating the insertion of the metal bar.
  • the metal finger 48 is closer to the rounded edges 204 of the metal tongues 20 than to their bases 200.
  • connection tube 12 The contact between these tabs 20, forming part of the conductive element intended to be connected to ground, and an internal surface of the connection tube 12 makes it possible to ground the connection tube 12, and therefore to ground all of the tubes 8 and all of the heat sinks 10 of the heating body 6, given that these elements are made of metal and in contact with each other.
  • connection tube 12, 14 houses on the one hand a conductive element forming a projection from the tube for be connected to ground, but also an electrical connection member 26.
  • This metal connection member 26 makes it possible to circulate the electric current necessary for the activation of the heating elements within the heating tubes from the electrical connection box, from the side of the upper portion of the heating body, towards a lower portion of the heating body where certain heating elements may have electrodes similar to those which have been described on the side of the upper portion of the heating body.
  • the electrodes 38, 40 associated with each of the heating tubes 32 are connected to power buses to be connected as previously to the electrical connection box.
  • the electrical connection members 26 present in the connection tubes 12, 14 are also connected to the electrical connection box via a power bus 43.
  • Figures 6 and 7 make more particularly visible the conductive element intended to be connected to ground and the electrical connection member 26 as they are present in the connection tube 12, 14.
  • connection tube 12 comprises, in addition to the metal bar 16, another metal bar 22 also comprising metal tongues 24 regularly distributed longitudinally. These tabs 24 are similar to the tabs 20 and arranged on the other metal bar 22 in the same way as on the metal bar 16. The tongues 24 of the other metal bar 22 are also intended to come into contact with the internal surface of the corresponding connecting tube 12, 14.
  • the metal bar 16 and the other metal bar 22 are made integral with each other by being overmolded with a rigid synthetic material, for example a plastic material to form a block easily positionable in the connection tube 12, 14.
  • the overmolded block also makes it possible to also have in the connection tube 12, 14 an electrical connection member 26, 52, without risking electrical contact between this electrical connection member 26, 52 and the metal bars 16, 22 which can generate a short circuit.
  • connection tubes 12, 14 we can see two overmolded blocks intended to be housed respectively in one of the connection tubes 12, 14 and each comprising a metal bar 16 and another metal bar 22 arranged on either side of a electrical connection member.
  • the electrical connection member 26 is arranged between the metal bar 16 and the other metal bar 22 before overmolding a longitudinal portion of this assembly formed by the electrical connection member and the metal bars.
  • This overmolding 54, or overmolded longitudinal portion does not cover the tongues 20, 24 and does not cover either the longitudinal ends of the electrical connection member 26 nor the metal finger 48 forming one end of the metal bar 16.
  • the electrical connection member 52 is arranged between the two metal bars 16, 20 and the overmolding 54 of the assembly is produced so as not to not cover the metal tabs and not cover the ends allowing electrical connections.
  • the overmolding 54 makes it possible to guarantee insulation between the electrical connection member 26, 54 and the metal bar 16 as well as between the electrical connection member 26, 54 and the other metal bar 22, setting to ground potential.
  • the presence of the other metal bar 22, arranged on the other side of the electrical connection member 26, 54 makes it possible to give the assembly a stable position, substantially parallel to the wall of the tube against which the tongues 20, 24 rest, and this thus makes it possible to ensure that the electrical connection member 26 is ideally arranged, in accordance with a desired theoretical position, to be connected to the power buses both at the upper portion of the heating body and at the lower portion.
  • the metal bar 16 and the other metal bar 22 are not connected, so that the metal tabs of the other metal bar just have the effect of correctly positioning the overmolded block within the connection tube. Only the tabs 20 of the metal bar 16 have the function of making an electrical bridge between the wall of the tube, and therefore the heating body, and the ground connector 18, successively via the body of the metal bar, the metal finger 48 and the electrical conductor 47.
  • FIG 7 is illustrated the overmolded block comprising the overmolding 54, the metal bar 16, the electrical connection member 26 and the other metal bar 22, transparently in the connection tube 12.
  • the overmolding 54 is produced in such a way as to leave sufficient clearance so that the tabs 20, 24 can flex at the time of insertion into the connection tube, and ensure contact with the internal surface of the connection tube 12.
  • the metal bars are oriented in the overmolded block such that the metal tabs 20, 24 of each of the metal bars are arranged against the same wall of the connection tube 12,14.
  • This configuration makes it possible to accommodate temperature sensors 28, 30 in this connection tube and to ensure that they are in contact with a wall of the tube, namely the wall of the tube opposite to that against which the metal tabs are in touch with.
  • the elasticity of the metal tabs tends to press the overmolding against this opposite wall and the temperature sensors can be placed on the face of the overmolding 54 which faces this opposite wall.
  • These temperature sensors include a connection 50, visible in Figure 6, and which is intended to be connected to the computer bus connection in the electrical connection box 4.
  • connection tubes 12, 14 comprising the metal bar 16 could also include heating elements.
  • Figures 8 and 9 illustrate another variant of the invention, in which the metal bar 16 and the other metal bar 22 are connected to each other via a rigid metal connector 17, without an interposed electrical connection member.
  • the metal tabs 20, 24 of each metal bar participate on the one hand in the positioning of the metal bars within the connection tube 12, 14, to ensure that the tabs and the body are in contact of a wall of the tube, but that they all participate in the grounding of the heating body.
  • the conductive element forming a projection from the tube and intended to be connected to the ground is formed by an element made integrally with the one of the walls of the connection tube 12, 14.
  • the metal bar as mentioned in the previous variants, is replaced by a metal finger extending a wall of the connection tube 12, 14, this metal finger therefore forming a longitudinal projection of the connection tube 12, 14 at one end of the tube placed in a connection zone between the connection box 4 and the heating body 6.
  • the tube can integrate heating elements and/or an electrical connection member, as mentioned previously.
  • the present invention as it has just been described through various embodiments achieves the goals it had set itself, namely to propose an electric heating device which offers simplified means of grounding. of the heating body, which allow rapid assembly of the electric heating device and without modification of the dimensions of the sealing means.
  • the present invention cannot, however, be limited to the means and configurations described and illustrated here and it also extends to any equivalent means and configuration as well as to any technically effective combination of such means.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif de chauffage électrique notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif comportant un boîtier de connexion électrique et un corps de chauffe comportant : - une pluralité d'éléments chauffants destinés à être alimentés en courant, - une pluralité de tubes métalliques, dont au moins une partie comporte lesdits éléments chauffants, et - une pluralité de dissipateurs thermiques métalliques, les tubes métalliques et les dissipateurs thermiques métalliques formant une carcasse conductrice au même potentiel électrique, ledit dispositif étant caractérisé en ce que au moins un tube (12) de ladite pluralité de tubes comporte un élément conducteur faisant saillie (16) dudit au moins un tube (12) et en contact avec ledit au moins un tube, ledit élément en saillie (16) étant connecté à un connecteur de masse dudit boîtier de connexion électrique.

Description

DISPOSITIF DE CHAUFFAGE ÉLECTRIQUE POUR VÉHICULE
AUTOMOBILE
La présente invention se rapporte au domaine du chauffage des véhicules électriques et elle concerne plus précisément un dispositif de chauffage électrique, notamment pour un véhicule automobile.
Dans les véhicules à moteur thermique, le chauffage de l’habitacle est couramment réalisé en réutilisant les calories produites par le moteur thermique d’un tel véhicule. Dans les véhicules à moteur électrique, où l’on ne dispose pas de ces calories, il est connu d’utiliser des dispositifs de chauffage électrique pour chauffer l’habitacle du véhicule. Ce chauffage électrique est couramment réalisé par un radiateur comportant des éléments chauffants, par exemple des résistances chauffantes.
On connaît de l’art antérieur un tel radiateur comportant un corps de chauffe réalisé en aluminium. Ce corps de chauffe comporte une pluralité de tubes dans lesquels sont montés les éléments chauffants, et une pluralité de dissipateurs thermiques sous forme d’ailettes séparant chacun des tubes de cette pluralité de tubes. Ce corps de chauffe est surmonté d’un boîtier de connexion électrique qui doit être monté étanche sur une portion supérieure du corps de chauffe, de laquelle sortent les connexions des éléments chauffants destinées à être raccordées électriquement au boîtier de connexion électrique. En effet, l’air amené à traverser le corps de chauffe du radiateur électrique avant d’être dirigé vers l’habitacle peut être humide et cette humidité ne doit pas altérer les connexions électriques du radiateur. Un joint d’étanchéité est donc placé sur le pourtour supérieur du corps de chauffe et sépare la portion supérieure du corps de chauffe, comportant les sorties électriques des éléments chauffants du corps de chauffe, et le boîtier de connexion électrique.
La constitution du dispositif de chauffage électrique implique de prévoir une reprise de masse de la carcasse métallique formée par les tubes et les ailettes, et cette reprise de masse doit être la moins encombrante et la plus simple possible, étant entendu que le connecteur de masse auquel doit être reliée la carcasse métallique est solidaire du boîtier de connexion électrique. Des connexions électriques filaires s’étendant depuis une face externe du corps de chauffe en contournant le boîtier sont pénalisantes pour le montage du radiateur électrique dans l’installation de chauffage associé et présentent le risque de s’abîmer lors du montage. Il est ainsi connu de prévoir une pièce additionnelle, plaquée contre le corps de chauffe et prolongeant longitudinalement ce corps de chauffe pour pouvoir être logée dans le boîtier de connexion électrique et être ensuite reliée au connecteur de masse avec un conducteur électrique s’étendant principalement dans le boîtier de connexion. La présence de cette pièce additionnelle implique d’augmenter la dimension de l’ouverture réalisée dans le boîtier de connexion électrique pour permettre la connexion du corps de chauffe, et il résulte de ceci qu’il convient de redimensionner le joint d’étanchéité précédemment évoqué.
La présente invention propose un dispositif de chauffage électrique qui remédie aux inconvénients de l’art antérieur évoqué plus haut, c’est-à-dire dont la connexion à la masse est fiable, sécurisée, et réalisée sans implication sur la conception des autres pièces du dispositif de chauffage et notamment sur la dimension et la position des moyens d’étanchéité à la jonction entre le corps de chauffe et le boîtier de connexion électrique.
A cette fin, l’invention propose un dispositif de chauffage électrique notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif comportant un boîtier de connexion électrique et un corps de chauffe comportant une pluralité d’éléments chauffants destinés à être alimentés en courant, une pluralité de tubes métalliques, dont au moins une partie comporte lesdits éléments chauffants, et une pluralité de dissipateurs thermiques métalliques, les tubes métalliques et les dissipateurs thermiques métalliques formant une carcasse conductrice au même potentiel électrique, ledit dispositif étant caractérisé en ce que au moins un tube de ladite pluralité de tubes comporte un élément conducteur faisant saillie dudit au moins un tube et en contact avec ledit au moins un tube, ledit élément en saillie étant connecté à un connecteur de masse dudit boîtier de connexion électrique.
Plus précisément, l’élément conducteur faisant saillie dudit au moins un tube est en contact électrique avec ledit au moins un tube. On entend ici par contact électrique, l’aptitude de l’élément conducteur à transmettre un courant de la carcasse conductrice au connecteur de masse, étant entendu qu’en fonctionnement normal du dispositif de chauffage, le courant électrique n’est pas censé circuler au sein de la carcasse conductrice.
Grâce à l’invention, comme la connexion à la masse du corps de chauffe utilise un élément conducteur logé au sein d’un des tubes du corps de chauffe, cet élément conducteur ne gêne pas au montage du corps de chauffe dans le boîtier de connexion. En effet, en faisant partie d’un des tubes du corps de chauffe, il ne modifie pas le volume alloué au corps de chauffe. Au contraire, au cours du montage du corps de chauffe sur le boîtier de connexion électrique, avec le raccordement simultané de chacun des éléments chauffants sur le boîtier électrique, l’élément conducteur faisant saillie du tube à une extrémité de celui-ci se trouve directement dans une zone de raccordement entre le boîtier de connexion et le corps de chauffe et peut ainsi être logé à l’intérieur d’un joint d’étanchéité compris entre un pourtour supérieur du corps de chauffe et le boîtier de connexion électrique.
Selon une caractéristique de l’invention, le dispositif de chauffage est un dispositif haute tension, autrement dit un dispositif dont la tension électrique est supérieure à 48V ou 52V, par exemple égale à 400V ou 8ooV.Selon une caractéristique de l’invention, les éléments chauffants comprennent au moins un élément résistif, en particulier à coefficient de température positif (CTP), enserrés entre deux électrodes.
Selon une caractéristique de l’invention, l’élément conducteur est un élément distinct de ces électrodes. Autrement dit, l’élément conducteur est isolé électriquement de ces électrodes. Autrement dit, l’élément conducteur faisant saillie ne transmet pas de courant audit au moins un élément résistif.
Selon une caractéristique de l’invention, l’élément conducteur faisant saillie dudit au moins un tube est une barre métallique disposée longitudinalement dans ledit au moins un tube, ladite barre métallique comportant au moins une languette métallique en contact avec une surface interne dudit au moins un tube. Une telle réalisation de l’invention permet la fabrication des tubes métalliques par extrusion sans qu’il soit nécessaire par la suite de procéder à une redécoupe des tubes, puisque la barre métallique est un élément distinct dudit au moins un tube. La position de la barre métallique au sein du tube est assurée par une élasticité appropriée de la languette métallique, dont l’écartement par rapport à un plan d’allongement principal de la barre est tel qu’un contact est assuré avec la surface interne du tube lors de l’insertion. Par ailleurs, la languette métallique présente une élasticité compatible avec l’ajustement de la taille dudit au moins un tube, celui-ci étant destiné à être déformé de la même manière que les tubes qui comportent en leur sein des éléments chauffants le sont pour figer la position des éléments chauffants dans les tubes.
Selon une caractéristique de l’invention, ladite au moins une languette métallique est une portion latérale de ladite barre métallique, articulée sur un corps de ladite barre métallique au niveau d’une base de ladite languette métallique. La languette métallique présente avantageusement une forme de crochet avec une portion arrondie destinée à être au contact de la surface interne du tube et une extrémité libre qui pointe vers le corps de la barre métallique. L’articulation de la languette métallique permet de par l’élasticité de la languette métallique, une insertion facile de la barre métallique dans ledit au moins un tube, les crochets se déformant en s’aplatissant lors de cette insertion, et assurant un bon contact des languettes avec ledit au moins un tube. La languette est par exemple obtenue par découpe puis pliage d’une portion latérale de la barre métallique. Cette réalisation des languettes est simple et peu coûteuse à fabriquer.
Selon une caractéristique de l’invention, ledit au moins un tube comporte en outre un organe de liaison électrique faisant saillie dudit au moins un tube, la partie saillante dudit organe de liaison électrique étant connectée électriquement à une alimentation électrique dans ledit boîtier de connexion électrique. On optimise ainsi l’espace présent dans ledit au moins un tube. Cet organe de liaison électrique est par exemple une barre bus positive ou négative.
Selon une caractéristique de l’invention, ledit organe de liaison électrique et ladite barre métallique sont au moins partiellement noyés dans un matériau polymère isolant, sur une portion longitudinale dudit organe de liaison électrique et de ladite barre métallique. Ladite portion longitudinale ne couvre ni ladite au moins une languette métallique ni les extrémités dudit organe de liaison électrique et de ladite barre métallique destinées à être reliées électriquement audit boîtier de connexion électrique. Ce surmoulage permet d’assurer l’isolation électrique entre la barre métallique et l’organe de liaison électrique. De plus il facilite l’insertion et le positionnement de la barre métallique et de l’organe de liaison électrique dans le tube en les regroupant en un bloc surmoulé.
Selon une caractéristique de l’invention, ladite barre métallique comporte plusieurs languettes métalliques réparties uniformément le long de ladite barre métallique. Cela permet d’assurer un bon contact entre la barre métallique et la surface interne du tube, et de s’assurer que la barre métallique est sensiblement parallèle à la surface interne du tube.
Selon une caractéristique de l’invention, ledit au moins un tube comporte en outre une autre barre métallique comportant une ou plusieurs languettes métalliques en contact avec ladite surface interne dudit au moins un tube, ladite barre métallique et ladite autre barre métallique étant disposées de part et d’autre d’un plan médian coupant longitudinalement la largeur dudit au moins un tube, ladite barre métallique et ladite autre barre métallique étant solidarisées l’une à l’autre. Cette autre barre métallique solidarisée à ladite barre métallique permet de bien positionner celle-ci dans le tube, et permet un meilleur contact conducteur entre le tube et ladite barre métallique lorsque la solidarisation entre ces barres est elle-même conductrice. Lorsque la solidarisation est effectuée par surmoulage, par exemple ladite autre barre métallique et ladite barre métallique étant positionnées dans ce surmoulage de part et d’autre d’un organe de liaison électrique, alors ladite autre barre métallique a notamment une fonction d’aide au positionnement du bloc surmoulé dans le tube.
Selon une caractéristique de l’invention, les languettes métalliques de ladite barre métallique, ou de ladite barre métallique et de ladite autre barre métallique, font saillie d’un même côté de ladite barre métallique ou desdites barres métalliques. Cette disposition des languettes métalliques permet d’agencer sur un côté de la barre métallique ou des barres métalliques, c’est- à-dire le côté opposé aux languettes métalliques, des éléments chauffants ou des capteurs par exemple.
Selon une caractéristique de l’invention, ledit au moins un tube comporte en outre un ou plusieurs capteurs de température disposés sur le côté opposé audit même côté de ladite ou desdites barres métalliques, lesdits capteurs de température étant en contact avec une paroi dudit au moins un tube. Cette disposition optimise l’usage du tube lorsqu’il ne comporte pas d’éléments chauffants, le tube étant utilisé pour les capteurs et d’éventuels fils de connexion des capteurs qui permettent une connexion électrique audit boîtier de connexion électrique. Préférentiellement, la paroi contre laquelle reposent les capteurs est en contact avec un dissipateur thermique de ladite pluralité de dissipateurs thermiques. Ainsi la fiabilité des capteurs est améliorée.
Selon une caractéristique de l’invention, ledit au moins un tube est disposé sur un bord latéral dudit corps de chauffe. Ainsi il ne perturbe pas la dissipation thermique du reste du corps de chauffe dont l’agencement est optimisé pour cette dissipation thermique.
Selon une caractéristique de l’invention, et alternativement à la variante principale de réalisation de l’invention, ledit élément conducteur faisant saillie est un doigt métallique prolongeant une paroi dudit au moins un tube. On comprend que dans cette variante, l’élément conducteur faisant saillie n’est plus réalisé par une pièce rapporté comme peut l’être la barre métallique, mais directement par le tube et une forme spécifique de celui-ci. présente l’inconvénient de devoir découper ledit au moins un tube après extrusion et n’est donc pas préférée.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore au travers de la description qui suit d’une part, et de plusieurs exemples de réalisation donnés à titre indicatif et non limitatif en référence aux dessins schématiques annexés d’autre part, sur lesquels :
[fig i] illustre un dispositif de chauffage électrique selon l’invention, rendant notamment visible un corps de chauffe, comportant une pluralité de tubes et de dissipateurs thermiques, et un boîtier de connexion électrique relié à une portion supérieure du corps de chauffe,
[fig 2] représente en perspective un des tubes du dispositif de la figure i, dans lequel des éléments chauffants sont agencés,
[fig 3] représente une vue éclatée d’un élément conducteur destiné à être connecté à la masse et d’un des tubes du dispositif de la figure 1, distinct du tube de la figure 2, et dans lequel cet élément conducteur est inséré,
[fig 4] représente en perspective une portion supérieure du corps de chauffe du dispositif de chauffage de la figure 1, ainsi que le boîtier de connexion électrique représenté partiellement et en transparence, pour rendre plus particulièrement visible le raccordement à la masse d’un élément conducteur formant saillie du tube de la figure 3,
[fig 5] représente en perspective une vue similaire à celle de la figure 4, cette fois sans le boîtier de connexion électrique, pour illustrer une variante de réalisation qui diffère des figures précédentes par le contenu du tube logeant l’élément conducteur raccordé à la masse,
[fig 6] représente une vue de détail, en perspective, de deux éléments conducteurs destinés à être connectés à la masse et à être logés respectivement dans un des tubes du corps de chauffe de la figure 5, avec des barres métalliques et un organe de liaison électrique noyés dans un matériau polymère isolant,
[fig 7] représente les éléments de la figure 6 logés dans un tube correspondant, le tube étant représenté en transparence,
[fig 8] représente une variante d’élément conducteur destiné à être connecté à la masse et à être logé dans un des tubes du corps de chauffe visible sur la figure 3, avec deux barres métalliques rendus solidaires l’une de l’autre, et
[fig 9] représente les éléments conducteurs de la figure 8 disposés dans le radiateur électrique, sans le tube comportant ces éléments pour les rendre visibles.
Pour rappel, l’invention concerne un dispositif de chauffage électrique de véhicule automobile avec des moyens spécifiques de mise à la masse, et notamment un ou plusieurs éléments conducteurs faisant saillie respectivement d’un tube et en contact avec le tube correspondant, ces éléments conducteurs étant reliés à un connecteur de masse.
On va dans un premier temps décrire un mode de réalisation dans lequel l’élément conducteur consiste en une unique barre métallique logée dans le tube correspondant, en référence aux figures i à 4 notamment.
Le dispositif 2 de chauffage électrique selon l’invention est destiné à chauffer l’habitacle d’un véhicule automobile, notamment un véhicule électrique, et comporte un boîtier de connexion 4 électrique connecté à un réseau d’alimentation électrique du véhicule, à au moins un calculateur du véhicule et à une prise de masse du véhicule. Ce boîtier de connexion 4 comporte donc un bus d’alimentation positif, un bus d’alimentation négatif, un connecteur de masse 18, tel que visible sur la figure 6 à titre d’exemple, et une connexion à un bus informatique.
Le dispositif 2 de chauffage électrique comporte également un corps de chauffe 6 destiné à être traversé par un flux d’air à réchauffer et comportant une pluralité d’éléments résistifs qui génèrent de la chaleur transmise au flux d’air en fonction d’une alimentation électrique appropriée en provenance du boîtier de connexion 4. A cet effet, le corps de chauffe 6, dans une portion supérieure du corps de chauffe, est fixé de manière étanche au boîtier de connexion, avec notamment un joint d’étanchéité ici non visible et qui s’étend sur le pourtour du corps de chauffe.
Le corps de chauffe 6 est constitué d’une alternance de tubes métalliques 8 et de dissipateurs thermiques 10 également métallique. A titre d’exemple non limitatif, les tubes métalliques et les dissipateurs thermiques sont en aluminium.
Les tubes métalliques 8 se distinguent en deux types en fonction de ce qu’ils logent en leur sein, avec des tubes de chauffe 32, qui peuvent notamment être disposés au centre du corps de chauffe, et des tubes de raccordement électrique 12, 14, qui peuvent notamment être disposés aux extrémités latérales du corps de chauffe, en bout de l’empilement des tubes et des dissipateurs thermiques. Il convient de noter que dans l’exemple illustré la forme des tubes de chauffe et des tubes de raccordement électrique est la même et qu’il n’est possible de les distinguer que par ce qui est logé en leur sein.
Les tubes de chauffe 32 comportent des éléments chauffants dont la chaleur est transmise par les parois des tubes de chauffe aux dissipateurs thermiques 10 en forme d’ailettes, qui diffusent la chaleur dans l’habitacle du véhicule.
Le corps de chauffe 6 présente ainsi sur la figure 1, une forme globale de parallélépipède, les parois latérales du corps de chauffe 6 étant formées par deux tubes latéraux, ici formant les tubes de raccordement électrique 12, 14. La longueur du corps de chauffe 6 est égale à la longueur d’un des tubes 8, la largeur du corps de chauffe étant égale à la distance séparant les tubes latéraux, et la hauteur du corps de chauffe étant la largeur d’une des parois latérales c’est-à-dire la largeur d’un des tubes 8.
Un tube de chauffe 32, comportant des éléments chauffants, est représenté sur la figure 2. Comme chacun des tubes 8, le tube de chauffe 32 présente globalement une forme de parallélépipède, et les tubes de chauffe sont agencés dans le corps de chauffe de sorte que la longueur 56 du tube de chauffe 32 correspond à la longueur du corps de chauffe 6 et de sorte que la largeur 58 du tube 32 correspond à la hauteur du corps de chauffe 6. La plus petite dimension de ce parallélépipède correspond par ailleurs à l’épaisseur 60 du tube de chauffe 32.
Les éléments chauffants se présentent sous forme d’éléments résistifs 44 à coefficient de température positif (CTP), à savoir dans le cas présent des pierres céramiques à effet CTP. Ces éléments résistifs 44 sont traversés par un courant transmis par deux électrodes 38 et 40 lorsque le dispositif 2 de chauffage électrique est en marche. Les électrodes 38 et 40 sont isolées électriquement du tube 32 par deux couches isolantes 34 et 36. Plusieurs éléments résistifs 44 sont montés en parallèle entre les deux électrodes 38 et 40 le long du tube 32. Les éléments résistifs 44 comportent sur chacune de leur surface en contact avec une électrode 38, 40, une couche métallique 42, par exemple en aluminium. Il convient de noter que cette réalisation des éléments chauffants n’est pas limitative de l’invention, dès lors qu’ils sont logés dans un tube de chauffe 32 similaire à ce qui a été précédemment décrit.
Tel que cela est visible sur la figure 4, pour chaque tube de chauffe 32, une première électrode 38 est rendue solidaire d’un bus d’alimentation positif 39 connecté électriquement au boîtier de connexion électrique 4 du dispositif 2 de chauffage électrique lorsque le corps de chauffe est fixé sur le boîtier de connexion électrique 4. De manière analogue, pur chaque tube de chauffe 32, la deuxième électrode 40 est rendue solidaire d’un bus d’alimentation négatif 41 connecté électriquement au boîtier de connexion électrique 4. On peut ainsi alimenter simultanément, via une commande du boîtier de connexion électrique 4, plusieurs éléments chauffants. Plusieurs bus d’alimentation positif 39 peuvent être prévus pour permettre un pilotage différencié de plusieurs groupes d’éléments chauffants.
Tel que précédemment évoqué, l’élément conducteur consiste en une unique barre métallique logée dans le tube correspondant. Dans ce mode de réalisation, au moins un tube de raccordement électrique 12, 14 comporte une barre métallique 16 en aluminium logée dans le tube et dont une extrémité libre fait saillie du tube de raccordement électrique correspondant dans le sens de la longueur de ce tube, en direction du boîtier de connexion 4, tel que cela est notamment visible sur la figure 4. Ici, chacun des tubes disposés aux extrémités latérales du corps de chauffe comporte une telle barre métallique, mais en variante, on peut prévoir qu’un seul tube du corps de chauffe comporte une barre métallique 16, ce tube n’étant pas forcément disposé à une extrémité latérale du corps de chauffe 6.
Conformément à ce qui a été évoqué précédemment, le tube de raccordement 12, 14 présente une forme et des dimensions équivalentes à celles du tube de chauffe 32, de sorte qu’on peut reconnaître sur la figure 3 la longueur 56 du tube de raccordement, selon une direction longitudinale, la largeur 58 et l’épaisseur 60 du tube de raccordement.
Etant entendu que les agencements internes des tubes de raccordement électrique 12, 14 pouvant être similaires, seul l’un des tubes de raccordement électrique 12 est détaillé ici, notamment en référence à la figure 3. La partie de la barre métallique 16 qui dépasse du tube 12 en direction du boîtier de connexion 4, une fois la barre métallique insérée dans le tube, c’est-à-dire l’extrémité libre visible sur la figure 4, est un doigt métallique 48 sur lequel est soudé un connecteur 46. Ce connecteur est lui relié par un conducteur électrique 47, représenté ici schématiquement sur la figure 4, au connecteur de masse 18 du boîtier de connexion 4.
Le doigt métallique 48 allant au-delà des parois du tube de raccordement 12 et formant ainsi une saillie longitudinale par rapport à ce tube de raccordement, il est possible de mettre à la masse le corps de chauffe 6 via ce doigt métallique qui s’étend dans le prolongement longitudinal, en direction du boîtier de connexion 4, de l’enveloppe définissant le corps de chauffe. Un joint d’étanchéité utilisé pour l’étanchéité de la jonction entre le pourtour supérieur du corps de chauffe 6 et le boîtier de connexion 4 permet ainsi d’assurer que ce raccordement à la masse est également étanche, sans qu’il soit nécessaire de prévoir un dimensionnement supérieur du joint d’étanchéité. Avantageusement, aucun conducteur électrique permettant le raccordement à la masse ne s’étend à l’extérieur du corps de chauffe, ce qui permet de ne pas gêner le montage et permet d’éviter que ce montage ne risque d’abimer le conducteur électrique.
La barre métallique 16 incorporée dans le tube de raccordement 12 présente un corps sensiblement plat et des languettes métalliques 20 réparties régulièrement le long de la barre métallique 16, qui ont pour but d’assurer un contact entre la barre métallique et le tube de raccordement 12. Les languettes métalliques 20 sont articulées sur le corps de la barre métallique 16 au niveau d’une base 200 de la languette, définissant l’axe d’articulation, et on comprend que cette flexibilité permet d’assurer un contact avec le tube de raccordement sans risquer de ne pouvoir insérer la barre métallique dans le tube de raccordement.
Une languette métallique 20 est réalisée par une opération de découpe d’un bord longitudinal de la barre métallique 16 puis par différentes opérations de pliage. La languette métallique 20 est pliée une première fois pour dégager la languette du plan dans lequel s’inscrit le corps de la barre métallique et former ainsi une saillie, articulée autour de la base 200. La languette métallique est pliée ensuite une deuxième fois, de sorte que l’extrémité libre 202 soit ramenée en direction du corps de la barre métallique 16, de manière à donner à la languette une forme de crochet avec un bord arrondi 204 qui forme la surface de contact entre la languette 20 et la paroi du tube 12 en regard de cette languette 20. Cette forme en crochet et cette élasticité permet de faciliter l’insertion de la barre métallique 16 dans le tube 12 sans que l’extrémité libre 202 vienne frotter contre la surface interne du tube.
L’insertion de l’élément conducteur, formé par la barre métallique 16, dans le tube de raccordement 12, 14 est notamment visible sur la figure 3, avec la barre métallique qui est insérée dans le tube de raccordement par une ouverture formée à une extrémité longitudinale du tube de raccordement. La barre métallique 16 présentant une forme de barre plate de laquelle font saillie les languettes 20, la partie plane de la barre métallique 16 est insérée dans le tube 12 face à une paroi 62 de plus grande surface du tube 12, de sorte que les crochets sont aptes à entrer en contact avec les surfaces internes du tube de raccordement qui délimitent l’épaisseur 60 de ce tube de raccordement. Les crochets sont conformés pour être légèrement plus grands, dans une direction dans laquelle s’inscrit l’épaisseur 60 du tube de raccordement 12, que l’ouverture du tube par laquelle est insérée la barre métallique, et se déformer en s’aplatissant lors de l’insertion, ce qui améliore les chances de contact entre la paroi du tube 12 et les languettes 20.
Autrement dit, l’épaisseur 60 du tube de raccordement 12 est plus petite que la distance moyenne entre le bord arrondi des languettes et le plan dans lequel s’inscrit le corps de la barre métallique 16.
Tel que cela est visible sur la figure 3, la barre métallique 16 est insérée dans un sens tel que la bases 200 de chacune des languettes 20 pénètrent dans le tube de raccordement 12 avant le bord arrondi 204 de la languette correspondante, ce qui a pour effet de faciliter là encore l’insertion de la barre métallique. Il en résulte, pour que le doigt métallique 48 dépasse de l’ouverture par laquelle la barre métallique 16 a été insérée, que le doigt métallique est plus proche des bords arrondis 204 des languettes métalliques 20 que de leurs bases 200. Le contact entre ces languettes 20, formant partie de l’élément conducteur destiné à être relié à la masse, et une surface interne du tube de raccordement 12 permet de mettre à la masse le tube de raccordement 12, et donc de mettre à la masse l’ensemble des tubes 8 et tous les dissipateurs thermiques 10 du corps de chauffe 6, étant donné que ces éléments sont en métal et en contact les uns avec les autres.
On va maintenant décrire une variante de réalisation, en référence aux figures 5 à 8, qui se distingue de ce qui a été précédemment décrit en ce que le tube de raccordement 12, 14 loge d’une part un élément conducteur formant saillie du tube pour être raccordé à la masse, mais également un organe de liaison électrique 26. Cet organe de liaison métallique 26 permet de faire circuler le courant électrique nécessaire à l’activation des éléments chauffants au sein des tubes de chauffe depuis le boîtier de connexion électrique, du côté de la portion supérieure du corps de chauffe, vers une portion inférieure du corps de chauffe où certains éléments chauffants peuvent présenter des électrodes similaires à celles qui ont été décrites du côté de la portion supérieure du corps de chauffe.
En portion supérieure du corps de chauffe, les électrodes 38, 40 associées à chacun des tubes de chauffe 32 sont connectées à des bus d’alimentation pour être reliées comme précédemment au boîtier de connexion électrique. Les organes de liaison électrique 26 présents dans les tubes de raccordement 12, 14 sont également connectées au boîtier de connexion électrique via un bus d’alimentation 43.
Les figures 6 et 7 rendent plus particulièrement visible l’élément conducteur destiné à être raccordé à la masse et l’organe de liaison électrique 26 tels qu’ils sont présents dans le tube de raccordement 12, 14.
Dans cette variante de réalisation, le tube de raccordement 12 comporte, outre la barre métallique 16, une autre barre métallique 22 comportant elle aussi des languettes métalliques 24 régulièrement réparties longitudinalement. Ces languettes 24 sont similaires aux languettes 20 et disposées sur l’autre barre métallique 22 de la même manière que sur la barre métallique 16. Les languettes 24 de l’autre barre métallique 22 sont également destinées à venir en contact avec la surface interne du tube de raccordement 12, 14 correspondant.
La barre métallique 16 et l’autre barre métallique 22 sont rendues solidaires l’une à l’autre en étant surmoulées par une matière synthétique rigide, par exemple une matière plastique pour former un bloc facilement positionnable dans le tube de raccordement 12, 14. Le bloc surmoulé permet d’autre part de disposer également dans le tube de raccordement 12, 14 un organe de liaison électrique 26, 52, sans risquer de contact électrique entre cet organe de liaison électrique 26, 52 et les barres métalliques 16, 22 pouvant générer un court-circuit.
Sur la figure 6, on peut voir deux blocs surmoulés destinés à être logés respectivement dans l’un des tubes de raccordement 12, 14 et comportant chacun une barre métallique 16 et une autre barre métallique 22 disposées de part et d’autre d’un organe de liaison électrique.
Pour le bloc surmoulé destiné à être logé dans un premier tube de raccordement 12, l’organe de liaison électrique 26 est disposé entre la barre métallique 16 et l’autre barre métallique 22 avant surmoulage d’une portion longitudinale de cet ensemble formé par l’organe de liaison électrique et les barres métalliques. Ce surmoulage 54, ou portion longitudinale surmoulée, ne couvre pas les languettes 20, 24 et ne couvre ni les extrémités longitudinales de l’organe de liaison électrique 26 ni le doigt métallique 48 formant une extrémité de la barre métallique 16.
Par analogie, pour le bloc surmoulé destiné à être logé dans un deuxième tube de raccordement 14, l’organe de liaison électrique 52 est disposé entre les deux barres métalliques 16, 20 et le surmoulage 54 de l’ensemble est réalisé de manière à ne pas couvrir les languettes métalliques et à ne pas couvrir les extrémités permettant les raccordements électriques.
Pour chacun des tubes de raccordement, le surmoulage 54 permet de garantir l’isolation entre l’organe de liaison électrique 26, 54 et la barre métallique 16 ainsi qu’entre l’organe de liaison électrique 26, 54 et l’autre barre métallique 22, mise au potentiel de la masse. La présence de l’autre barre métallique 22, disposée de l’autre côté de l’organe de liaison électrique 26, 54 permet de donner à l’ensemble une position stable, sensiblement parallèle à la paroi du tube contre laquelle les languettes 20, 24 reposent, et cela permet ainsi de s’assurer que l’organe de liaison électrique 26 est disposé idéalement, conformément à une position théorique souhaitée, pour être raccordé sur les bus d’alimentation aussi bien au niveau de la portion supérieure du corps de chauffe qu’au niveau de la portion inférieure. Dans ce contexte, la barre métallique 16 et l’autre barre métallique 22 ne sont pas connectés, de sorte que les languettes métalliques de l’autre barre métallique ont juste pour effet de positionner correctement le bloc surmoulé au sein du tube de raccordement. Seule les languettes 20 de la barre métallique 16 ont pour fonction de faire un pont électrique entre la paroi du tube, et donc le corps de chauffe, et le connecteur de masse 18, via successivement le corps de la barre métallique, le doigt métallique 48 et le conducteur électrique 47.
Sur la figure 7 est illustré le bloc surmoulé comportant le surmoulage 54, la barre métallique 16, l’organe de liaison électrique 26 et l’autre barre métallique 22, en transparence dans le tube de raccordement 12. Sur cette figure 7, on peut constater ce qui a été décrit précédemment, à savoir notamment que le surmoulage 54 est réalisé de manière à laisser un dégagement suffisant pour que les languettes 20, 24 puissent fléchir au moment de l’insertion dans le tube de raccordement, et assurer le contact avec la surface interne du tube de raccordement 12.
Les barres métalliques sont orientées dans le bloc surmoulé de telle sorte que les languettes métalliques 20, 24 de chacune des barres métalliques sont disposées contre une même paroi du tube de raccordement 12,14. Cette configuration permet de loger des capteurs de température 28, 30 dans ce tube de raccordement et de s’assurer qu’ils sont au contact d’une paroi du tube, à savoir la paroi du tube opposée à celle contre laquelle les languettes métalliques sont au contact. L’élasticité des languettes métalliques tend à plaquer le surmoulage contre cette paroi opposée et les capteurs de température peuvent être disposés sur la face du surmoulage 54 qui est en regard de cette paroi opposée. Ces capteurs de température comportent une connexion 50, visible sur la figure 6, et qui est destinée à être connectée à la connexion de bus informatique dans le boîtier de connexion électrique 4.
Sans sortir du contexte de l’invention, les tubes de raccordement 12, 14 comportant la barre métallique 16 pourraient comporter également des éléments chauffants.
Les figures 8 et 9 illustrent une autre variante de l’invention, dans laquelle la barre métallique 16 et l’autre barre métallique 22 sont reliées l’une à l’autre via un raccord métallique rigide 17, sans organe de liaison électrique interposé. On comprend que dans cette configuration, les languettes métalliques 20, 24 de chaque barre métallique participent d’une part au positionnement des barres métalliques au sein du tube de raccordement 12, 14, pour s’assurer que les languettes et le corps soient au contact d’une paroi du tube, mais qu’elles participent toutes à la mise à la masse du corps de chauffe.
Enfin dans une autre variante de réalisation de l’invention, ici non représenté, l’élément conducteur formant saillie du tube et destinée à être raccordée à la masse, conformément à l’invention, est formé par un élément venu de matière avec l’une des parois du tube de raccordement 12, 14. La barre métallique, telle qu’elle a été évoquée dans les variantes précédentes, est remplacée par un doigt métallique prolongeant une paroi du tube de raccordement 12, 14, ce doigt métallique formant donc une saillie longitudinale du tube de raccordement 12, 14 à une extrémité du tube placée dans une zone de raccordement entre le boîtier de connexion 4 et le corps de chauffe 6. On comprend que dans ce cas, le tube peut intégrer des éléments chauffants et/ou un organe de liaison électrique, tel qu’évoqué précédemment.
La présente invention telle qu’elle vient d’être décrite à travers divers modes de réalisation atteint bien les buts qu’elle s’était fixés, à savoir de proposer un dispositif de chauffage électrique qui propose des moyens simplifiés de la mise à la masse du corps de chauffe, qui permettent un montage rapide du dispositif de chauffage électrique et sans modification des dimensionnements des moyens d’étanchéité. La présente invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés ici et elle s’étend également à tout moyen et toute configuration équivalents ainsi qu’à toute combinaison techniquement opérante de tels moyens.

Claims

REVENDICATIONS
1- Dispositif (2) de chauffage électrique notamment pour véhicule automobile, ledit dispositif (2) comportant un boîtier (4) de connexion électrique et un corps de chauffe (6) comportant :
- une pluralité d’éléments chauffants destinés à être alimentés en courant,
- une pluralité (8) de tubes métalliques, dont au moins une partie comporte lesdits éléments chauffants, et
- une pluralité (10) de dissipateurs thermiques métalliques, les tubes métalliques et les dissipateurs thermiques métalliques formant une carcasse conductrice au même potentiel électrique, ledit dispositif (2) étant caractérisé en ce que au moins un tube (12) de ladite pluralité de tubes (8) comporte un élément conducteur faisant saillie (16) dudit au moins un tube (12) et en contact électrique avec ledit au moins un tube, ledit élément en saillie (16) étant connecté à un connecteur de masse (18) dudit boîtier (4) de connexion électrique.
2- Dispositif (2) de chauffage électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément conducteur faisant saillie dudit au moins un tube (12) est une barre métallique (16) disposée longitudinalement dans ledit au moins un tube (12), ladite barre métallique (16) comportant au moins une languette métallique (20) en contact avec une surface interne dudit au moins un tube (12).
3- Dispositif (2) de chauffage électrique selon la revendication 2, dans lequel ladite au moins une languette métallique (20) est une portion latérale de ladite barre métallique (16), articulée sur un corps de ladite barre métallique (16) au niveau d’une base de ladite languette métallique (20).
4- Dispositif (2) de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications 2 à 3, dans lequel ledit au moins un tube (12) comporte en outre un organe de liaison électrique (26) faisant saillie dudit au moins un tube (12), la partie saillante dudit organe de liaison électrique (26) étant connectée électriquement à une alimentation électrique dans ledit boîtier (4) de connexion électrique. 5- Dispositif (2) de chauffage électrique selon la revendication 4, dans lequel ledit organe de liaison électrique (26) et ladite barre métallique (16) sont au moins partiellement noyés dans un matériau polymère isolant sur une portion longitudinale dudit organe de liaison électrique (26) et de ladite barre métallique (16).
6- Dispositif (2) de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications 2 à 5, dans lequel ladite barre métallique (16) comporte plusieurs languettes métalliques (20) réparties uniformément le long de ladite barre métallique (16).
7- Dispositif (2) de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel ledit au moins un tube (12) comporte en outre une autre barre métallique (22) comportant une ou plusieurs languettes métalliques (24) en contact avec ladite surface interne dudit au moins un tube (12), ladite barre métallique (16) et ladite autre barre métallique (22) étant disposées de part et d’autre d’un plan médian coupant longitudinalement la largeur dudit au moins un tube (12), ladite barre métallique (16) et ladite autre barre métallique (22) étant solidarisées l’une à l’autre.
8- Dispositif (2) de chauffage électrique selon la revendication 6 ou 7, dans lequel lesdites languettes métalliques (20,24) de ladite barre métallique (16) ou de ladite barre métallique (16) et de ladite autre barre métallique (22) font saillie d’un même côté de ladite barre métallique (16) ou desdites barres métalliques (16, 22).
9- Dispositif (2) de chauffage électrique selon la revendication 8, dans lequel ledit au moins un tube (12) comporte en outre un ou plusieurs capteurs de température (28, 30) disposés sur le côté opposé audit même côté de ladite ou desdites barres métalliques (16, 22), lesdits capteurs de température (28, 30) étant en contact avec une paroi dudit au moins un tube (12).
10- Dispositif (2) de chauffage électrique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un tube (12) est disposé sur un bord latéral dudit corps de chauffe (6).
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