FR2947303A1 - Buse de ventilateur pour vehicules automobiles et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

Une buse de ventilateur (10) pour véhicules automobiles comprend une paroi (12) moulée et munie d'au moins une ouverture de passage d'air (30) pour le passage d'un flux d'air, ainsi qu'un volet (32) monté pivotant pour contrôler le passage du flux d'air au travers de l'ouverture de passage d'air (30). Le volet (32) est relié à la paroi (12) par au moins une charnière souple (34) qui est liée par surmoulage au moins à une face de la paroi (12).

Description

RFRO532 Buse de ventilateur pour véhicules automobiles et son procédé de fabrication L'invention se rapporte aux équipements de véhicules automobiles.

Elle concerne plus particulièrement une buse de ventilateur 10 comprenant une paroi moulée, par exemple en polymère, tel que, notamment, en matière plastique, et munie d'au moins une ouverture pour le passage d'un flux d'air, ainsi qu'un volet monté pivotant pour contrôler le passage du flux d'air au travers de l'ouverture. 15 Un véhicule automobile comprend habituellement un module de refroidissement constitué d'un ou de plusieurs échangeurs de chaleur, à savoir le radiateur de refroidissement du moteur et, le cas échéant, un condenseur de climatisation, 20 un refroidisseur d'air de suralimentation, etc. Ce module de refroidissement est conçu pour être traversé par un flux d'air sous l'action d'au moins un ventilateur et/ou de la vitesse du véhicule.

25 La buse de ventilateur est placée soit devant, soit derrière le module de refroidissement, par référence au sens d'avancement du véhicule automobile.

La buse de ventilateur est classiquement formée d'une paroi 30 moulée en matière plastique qui présente une ou plusieurs ouvertures circulaires recevant chacune une hélice faisant partie d'un groupe moto-ventilateur pour forcer le passage du flux d'air au travers du module de refroidissement.

35 Il est aussi connu de munir la buse de ventilateur d'une ou plusieurs ouvertures de passage d'air munie chacune d'un5 volet monté pivotant pour contrôler le passage du flux d'air au travers de l'ouverture.

Lorsque le véhicule avance à vitesse élevée, et que le groupe moto-ventilateur n'est pas alimenté, ce volet s'ouvre automatiquement pour assurer le passage du flux d'air. En revanche, lorsque le véhicule est à l'arrêt ou avance à faible vitesse, et que le groupe moto-ventilateur fonctionne, le volet est habituellement fermé.

Ainsi, ces volets s'ouvrent à vitesse élevée du véhicule du fait de la pression dynamique exercée par l'air et se ferment par gravité et par dépression lorsque le GMV est alimenté à faible vitesse du véhicule.

Jusqu'à présent, ces volets sont ajoutés à la buse après moulage. Ils sont alors assemblés mécaniquement par une charnière mécanique qui est encliquetée sur le volet et sur la buse après moulage de cette dernière. Il en résulte la nécessité de prévoir une opération d'assemblage manuel en sortie de presse de moulage de la buse de ventilateur.

L'invention a pour but principal de simplifier cet assemblage en supprimant tous les investissements liés au moulage des volets (moule et presse à injecter) et à leurs assemblages (postes de montage, postes de contrôle, etc.).

L'invention propose à cet effet une buse de ventilateur du type défini en introduction, dans laquelle le volet est relié à la paroi par au moins une charnière souple, par exemple en polymère, tel que, notamment, en matière plastique et/ou élastomère, qui est liée par surmoulage au moins à une face de la paroi.

Dans un mode de réalisation, le volet est venu de moulage avec la paroi et la charnière est également liée par surmoulage à une face du volet. Selon un autre mode de réalisation, la charnière est issue de matière du volet, l'ensemble volet et charnière étant alors lié par surmoulage à ladite face de la paroi par ladite charnière.

Ainsi, la charnière mécanique classique est remplacée par une charnière souple qui est liée par surmoulage à la paroi de la buse de ventilateur, voir au volet, cette opération de surmoulage pouvant être effectuée directement dans le moule de fabrication. Il en résulte donc une simplification de fabrication.

Dans la présente description, lorsqu'on parle d'un volet, il va sans dire que cela s'applique à un ou plusieurs volets, chaque volet étant apte à contrôler une ouverture de passage d'air, et étant relié à chaque fois à la paroi de la buse de ventilateur par au moins une charnière souple.

Selon un mode particulier de réalisation, la buse de ventilateur est munie de joints d'étanchéité, prévus, par exemple, au niveau du ou des volets et/ou de la paroi de la buse, pour pouvoir bloquer le passage de l'air à la périphérie desdites ouvertures lorsque le ou les volets sont en position fermée.

Sous un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une buse de ventilateur tel que défini précédemment, ce procédé comprenant les opérations suivantes : a) prévoir un moule apte à mouler la paroi et le volet ; b) effectuer une première étape d'injection d'un polymère, notamment d'une matière plastique, dans le moule pour 35 mouler la paroi;30 c) effectuer une seconde étape d'injection d'un polymère, notamment d'une matière plastique et/ou élastomère, dans le moule pour surmouler au moins une charnière souple sur la paroi; et d) démouler la paroi qui emporte avec elle le volet et la charnière.

Selon un premier mode de réalisation, le volet est également réalisé par la première étape d'injection, le volet étant logé dans l'ouverture de passage d'air. Et la charnière est surmoulée au volet lors de la seconde étape d'injection. Selon un autre mode de réalisation le volet est réalisé par la seconde étape d'injection, le volet étant logé dans l'ouverture de passage d'air.

Selon un exemple préféré, associé au mode de réalisation où la paroi et le volet sont réalisés lors de ladite première étape d'injection, ce procédé comprend les opérations suivantes :

a) prévoir une première partie de moule et une deuxième partie de moule, déplaçables entre une position rapprochée et une position éloignée en délimitant, dans la position rapprochée, une cavité de moulage pour la paroi et une cavité de moulage pour le volet ;

b) effectuer ladite première étape d'injection en injectant simultanément un polymère dans les deux cavités de moulage; c) effectuer ladite seconde étape d'injection en injectant un polymère dans une partie des deux cavités, préalablement obturée ; et 35 d) déplacer la première partie de moule et la deuxième partie de moule vers la position éloignée pour assurer le30 démoulage conjoint, de la paroi, du volet et de la charnière souple.

De façon avantageuse, dans la première étape d'injection, on injecte aussi le polymère dans des passages de communication reliant les deux cavités de moulage ce qui permet de créer des ponts de matière entre la paroi et le volet et, dans l'opération d), les ponts de matière sont rompus par le déplacement relatif de la première partie de moule et de la deuxième partie de moule.

De façon avantageuse, dans la première étape d'injection, on moule le volet dans une position correspondant sensiblement à une position de fermeture de l'ouverture de passage d'air.

Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une buse de ventilateur équipée de deux groupes moto-ventilateurs et de trois volets réalisés selon l'invention, les volets étant en position de fermeture ; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 dans laquelle les volets sont en position d'ouverture ;

- la figure 3 est une vue partielle en coupe de la buse de ventilateur et d'un volet pendant le moulage, le volet 30 étant dans une position sensiblement fermée ;

- la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 dans une position de fermeture du volet, lorsque le groupe moto-ventilateur est en fonctionnement ; 35 - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 dans une position d'ouverture du volet autorisant un passage d'air, lorsque le véhicule circule à vitesse élevée ; - les figures 6A à 6D sont des vues en coupe d'un moule de fabrication destiné au moulage de la buse de ventilateur et du volet et au surmoulage de la charnière souple, dans plusieurs phases successives de l'opération de moulage ; et - les figures 7A à 7C sont des vues analogues aux figures 6B à 6D dans une variante de réalisation du moule de fabrication.

Les figures 1 et 2 montrent une buse de ventilateur 10 destinée à être placée, dans cet exemple de réalisation, en arrière d'un module de refroidissement (non représenté) d'un véhicule automobile, référence étant faite à la direction d'avancement du véhicule (marche avant). Le module de refroidissement comprend principalement un radiateur de refroidissement du moteur et un ou plusieurs autres échangeurs de chaleur, l'ensemble du module étant traversé par un même flux d'air.

La buse de ventilateur 10 comprend une paroi 12 moulée. Il pourra s'agir, notamment, d'une paroi en polymère, par exemple en une matière plastique rigide. Une matière appropriée est un polyamide, en particulier du PA 6 chargé de verre, par exemple de fibres de verre. Il pourra aussi s'agir de polypropylène chargé de verre.

La paroi 12 présente une forme générale rectangulaire et. elle est entourée d'un cadre 14 muni de pattes de fixation 16 pour la fixation de la buse de ventilateur sur le module de refroidissement (non représenté). Cette paroi 12 est suffisamment rigide pour permettre le support d'accessoires ou équipements.

Dans l'exemple représenté, la paroi 12 est munie d'une première ouverture principale 18 de forme circulaire destinée à loger une hélice 20 d'un groupe moto-ventilateur 22. Elle comporte en outre une autre ouverture principale 24 de forme circulaire, mais de diamètre inférieur à l'ouverture principale 18. Cette ouverture principale 24 est destinée à loger une hélice 26 d'un groupe moto-ventilateur 28.

Au travers de la paroi 12, et au-dessus de l'ouverture 24, sont ménagées trois ouvertures de passage d'air 30 ayant chacune une forme rectangulaire, les grands côtés du rectangle étant disposés en position horizontale. Ces ouvertures sont superposées dans la direction verticale et elles sont contrôlées par trois volets respectifs 32 également de forme rectangulaire. Dans le mode de réalisation illustré, chacun des volets 32 est venu de moulage avec la paroi, c'est-à-dire qu'il est moulé conjointement avec la paroi 12 en une seule opération.

Ces volets sont reliés à la paroi par au moins une charnière souple, ici deux charnières souples 34 réalisées en matière plastique et/ou élastomère. Il pourra s'agir, par exemple, de caoutchouc.

Selon l'invention, chacune des charnières souples 34 est liée par surmoulage d'une part à une face de la paroi 12 et, dans le présent mode de réalisation, à une face du volet 32, d'autre part. Dans le cas de la figure 1, les volets 32 sont en position de fermeture et empêchent le passage d'air, lorsque les deux groupes moto-ventilateurs 22 et 28 sont en fonctionnement.

Dans le cas de la figure 2, les volets 32 sont ouverts, ce qui permet à l'air de passer à travers les ouvertures lorsque le véhicule circule à vitesse élevée, les groupes moto-ventilateurs pouvant être en fonctionnement ou à l'arrêt selon la puissance de refroidissement nécessaire. L'ouverture des volets s'effectue de façon automatique sous l'effet de la pression dynamique exercée par le flux d'air.

Les volets 32 pivotent ainsi, de façon libre, à chaque fois autour d'un axe horizontal, sans qu'il soit nécessaire de prévoir un actionneur ou autre moyen pour les pivoter de la position de fermeture à la position d'ouverture, et inversement.

Il est fait maintenant référence à la figure 3 qui montre une partie de la paroi 12 et du volet 32 dans la position de moulage. La paroi 12 se prolonge, au-dessus de l'ouverture 30, par un rebord 36 qui présente une face 38 sur laquelle est liée par surmoulage une partie de la charnière souple 34. Une autre partie de la charnière souple 34 est liée par surmoulage sur une face 40 du volet. En dessous de l'ouverture 30, la paroi 12 comporte un autre rebord 42 qui fait également saillie en étant décalé légèrement vers le bas par rapport à l'ouverture 30 pour former ainsi une butée 45 pour le volet en position de fermeture. Dans le cas de la figure 3, le volet est dans sa position de moulage, c'est-à-dire qu'il est légèrement entrouvert, sans venir en contact avec la butée 45.

Le volet 32 comporte un bord supérieur 44 qui est venu de moulage avec le rebord 36, c'est-à-dire que le volet 32 est moulé en même temps que la paroi 12 dans un même moule. Le volet 32 comporte un bord inférieur 46 qui est réalisé sans contact avec la butée 45 et le rebord 42.

L'injection de la matière plastique rigide s'effectue dans la région du bord supérieur 44, si bien que le volet 32 est relié au rebord 36 par un ou plusieurs ponts de matière (non représentés) qui subsistent après le moulage.

La charnière souple 34 est ensuite surmoulée, toujours dans le moule de fabrication, pour réaliser une liaison souple entre la paroi 12 et le volet 32. Les ponts de matière précités sont ensuite cassés de manière automatique, lors du démoulage pour permettre au volet 32 de pivoter par rapport à la paroi souple 12 au moyen de la charnière 34.

La figure 4 est une vue analogue à la figure 3 qui montre le volet 32 dans une position de fermeture complète, dans laquelle son bord inférieur 46 vient en contact avec la butée 45. Cette position de fermeture correspond au cas où le groupe moto-ventilateur est en fonctionnement. Le flux d'air (flèche F1) a tendance à solliciter le volet 32 vers sa position de fermeture.

La figure 5 est une vue analogue à la figure 4 dans une position d'ouverture du volet lorsque le véhicule circule à vitesse élevée. Le flux d'air F2 créé par la pression dynamique, sous l'effet de la vitesse du véhicule, tend à faire pivoter le volet, dont le bord inférieur 46 s'écarte ainsi de la butée 45.

Pour faciliter l'accrochage de la charnière 34 sur les faces respectives 38 et 40 de la paroi 12 et du volet 32, il est possible de prévoir des reliefs ou des ouvertures permettant à la matière plastique souple ou élastomère de pénétrer plus ou moins au sein de la matière plastique rigide. Il est ainsi possible de prévoir une ouverture traversante (non représentée) faisant communiquer la face 40 du volet avec la face opposée 48 (figure 3) pour permettre à la matière plastique de la charnière de s'accrocher au moins en partie sur la face 48 du volet 32. On pourra aussi prévoir, de façon alternative ou 35 complémentaire, que le choix des matières mises en jeu permette un accrochage mutuel qui soit de nature chimique.

On se réfère maintenant aux figures 6A à 6D qui montrent un moule 50 composé d'une première partie 52 et d un_e_deuxième partie 54 déplaçables mutuellement entre une position rapprochée (figure 6A) et une position éloignée (figure 6D).

Dans la position rapprochée (figure 6A), les deux parties de moule délimitent une cavité de moulage 56 pour la paroi et une cavité de moulage 58 pour le volet. Dans l'exemple illustré, ces deux cavités 56 et 58 communiquent entre elles pour permettre de créer des ponts de matière comme décrit précédemment en référence à la figure 3.

Un ou plusieurs injecteurs (non représentés) sont prévus pour injecter une première matière plastique (matière plastique rigide) pour mouler conjointement la paroi 12 et le volet 32. Lors de l'opération de moulage, le volet est moulé dans une position sensiblement fermée comme décrit précédemment en référence à la figure 3.

Par ailleurs, la deuxième partie de moule 54 comporte un injecteur 60 destiné à l'injection d'une deuxième matière plastique (matière plastique souple) et/ou élastomère pour réaliser la charnière souple 34.

La première partie de moule 52 comporte un logement 62 dans lequel se déplace en translation un obturateur 64 ayant deux doigts d'obturation 66 et 68. Le doigt 66 est destiné à contrôler la sortie de l'injecteur 60, tandis que le doigt 68 est destiné à contrôler une ouverture 70 qui traverse l'épaisseur du volet. Par ailleurs, la deuxième partie de moule 54 comporte un logement 72 dans lequel se déplace librement un obturateur 74 ayant une paroi d'extrémité 76 destinée à contrôler l'injection de la matière plastique souple, à la sortie de l'injecteur 60, pour réaliser la charnière souple.

Dans la position de la figure 6A, la matière plastique rigide a déjà été injectée pour mouler conjointement la paroi 12 et le volet 32. L'obturateur 64 bouche la sortie de l'injecteur 60 et l'ouverture 70, tandis que l'obturateur 74 empêche l'accès de la matière souple à l'emplacement correspondant à la charnière souple.

Dans la position de la figure 6B, l'obturateur 64 s'est déplacé vers la gauche et l'obturateur 74 vers la droite. 10 Il en résulte que la sortie de l'injecteur 60 n'est plus obturée et que celui-ci peut envoyer la matière plastique souple pour réaliser le surmoulage de la charnière souple sur la paroi et sur le volet. On remarque que la matière souple traverse l'ouverture 70 du volet, ce qui lui permet 15 de venir recouvrir l'autre face du volet pour assurer un meilleur ancrage de la matière plastique souple.

La deuxième partie 54 du moule comporte un organe d'accrochage 78 dans la région correspondant au bord 20 inférieur du volet. Dans la position de la figure 6C, les deux parties de moule 52 et 54 sont écartées l'une de l'autre, ce qui permet au moule de pivoter légèrement sous l'action de l'organe d'accrochage 78 et d'assurer la rupture des ponts de matière qui existaient précédemment 25 entre la paroi 12 et le volet 32. Les deux parties de moule s'écartent encore davantage jusqu'à la position montrée à la figure 6D où le volet a pivoté davantage par rapport à la position de la figure 6C sous l'effet de l'organe d'accrochage 78. 30 Il en résulte que, lors du déplacement relatif des deux parties de moule vers la position éloignée on assure le démoulage conjoint de la paroi 12, du volet 32 et de la charnière souple 34. Dans l'exemple représenté sur les figures 6A à 6D, un seul volet est prévu. Bien entendu, il est possible de réaliser 35 conjointement le moulage de plusieurs volets et le surmoulage de plusieurs charnières souples.

Généralement, deux charnières souples au moins seront 5 prévues pour chaque volet pour assurer une meilleure liaison comme montré sur les figures 1 et 2.

Les figures 7A à 7D sont homologues aux figures 6B à 6D. La différence principale est que l'organe d'accrochage 78, au 10 lieu d'être solidaire de la partie de moule 54, est solidaire d'un tiroir 80 déplaçable librement dans un logement 82 de la partie de moule.

L'organe d'accrochage 78 est prévu à une extrémité du 15 tiroir 80, l'autre extrémité étant munie d'une butée double 84 limitant le déplacement en translation du tiroir 80 dans son logement 82. Pour le reste, le fonctionnement du moule des figures 7A à 7C est analogue au fonctionnement du moule des figures 6A à 6D. 20 Ainsi, les moules représentés permettent d'exécuter les opérations a) à d) mentionnées précédemment.

Il est envisageable, bien entendu, de prévoir d'autres 25 types de moules pour réaliser le moulage conjoint de la paroi de la buse de ventilateur et du ou des volets, ainsi que le surmoulage de la ou des charnières souples.

On comprendra que la buse de ventilateur peut comporter un 30 ou plusieurs groupes moto-ventilateurs et une ou plusieurs ouvertures de passages d'air contrôlés chacune par un volet.

Dans le cas où plusieurs ouvertures de passages d'air sont 35 prévues, ces ouvertures et leurs volets respectifs peuvent avoir des tailles différentes, un nombre de charnières différents, et des géométries de charnières différentes, en fonction des applications et des possibilités d'implantation sur la paroi.

Dans le mode de réalisation précédemment décrit à titre d'exemples les volets sont à débattement libre. Cependant, l'invention s'applique aussi au cas de volets pivotants dont le mouvement est contrôlé par un actionneur approprié.

L'invention trouve ainsi une application aux véhicules 10 automobiles.

Claims (14)

1. Revendications1. Buse de ventilateur pour véhicules automobiles, comprenant une paroi (12) moulée et munie d'au moins une ouverture de passage d'air (30) pour le passage d'un flux d'air, ainsi qu'un volet (32) monté pivotant pour contrôler le passage du flux d'air au travers de l'ouverture de passage d'air (30), caractérisée en ce que le volet (32) est relié à la paroi 10 (12) par au moins une charnière souple (34) qui est liée par surmoulage au moins à une face (38) de la paroi (12).
2. 2. Buse de ventilateur selon la revendication 1 dans laquelle le volet (32) est relié à un bord de l'ouverture 15 (30) par deux charnières souples (34) espacées l'une de l'autre.
3. 3. Buse de ventilateur selon l'une des revendications 1 ou 2, dans laquelle la charnière souple (34) est formée dans 20 un élastomère de type caoutchouc.
4. 4. Buse de ventilateur selon l'une des revendications 1 à 3 dans laquelle le volet (32) est venu de moulage avec la paroi et la charnière (34) est liée par surmoulage à une 25 face du volet.
5. 5. Buse de ventilateur selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle la paroi (12) de la buse (10) et le volet (32) sont formés dans une matière plastique rigide.
6. 6. Buse de ventilateur selon la revendication 5, dans laquelle la matière plastique rigide est un polyamide, en particulier du PA 6 chargé de verre et/ou un polypropylène chargé de verre. 14 30 35
7. 7. Buse de ventilateur selon l'une des revendications 1 à 3 dans laquelle la charnière (34) est issue de matière du volet (32).
8. 8. Buse de ventilateur selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la buse de ventilateur est munie de joints d'étanchéité, prévus au niveau du ou des volets et/ou de la paroi de la buse, pour pouvoir bloquer le passage de l'air à la périphérie desdites ouvertures lorsque le ou les volets sont en position fermée.
9. 9. Procédé de fabrication d'une buse de ventilateur (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en 15 ce qu'il comprend les opérations suivantes : a) prévoir un moule (50) apte à mouler la paroi (12) et le(s) volet(s) (32) ; b) effectuer une première étape d'injection d'un polymère dans le moule pour mouler la paroi (12) ; 20 c) effectuer une seconde étape d'injection d'un polymère dans le moule pour surmouler au moins une charnière souple (34) sur la paroi (12); et d) démouler la paroi (12) qui emporte avec elle le volet (32) et la charnière (34). 25
10. 10. Procédé selon la revendication 9 dans lequel le volet est également réalisé par la première étape d'injection, le volet étant logé dans le ou les ouvertures de passage d'air, et la charnière est surmoulée au volet lors de la 30 seconde étape d'injection.
11. 11. Procédé selon la revendication 10, ledit procédé comprenant les opérations suivantes : a) prévoir une première partie de moule (52) et une 35 deuxième partie de moule (54) déplaçables entre une position rapprochée et une position éloignée en délimitant, dans la position rapprochée, une cavité demoulage (56) pour la paroi (12) et une cavité de moulage (58) pour le volet (32) ; b) effectuer ladite première étape d'injection en injectant simultanément un polymère dans les deux cavités de moulage (54, 56) ; c) effectuer ladite seconde étape de moulage en injectant ensuite un polymère dans une partie des deux cavités, préalablement obturée, pour surmouler la charnière souple (34) sur la paroi (12) et le volet (32) ; et d) déplacer la première partie de moule (52) et la deuxième partie de moule (54) vers la position éloignée pour assurer le démoulage conjoint de la paroi (12), du volet (32) et de la charnière souple (34).
12. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel, dans la première étape d'injection, on injecte un polymère dans des passages de communication reliant les deux cavités de moulage (56, 58), ce qui permet de créer des ponts de matière entre la paroi et le volet, et en ce que, dans l'opération d), les ponts de matière sont rompus par le déplacement relatif de la première partie de moule et de la deuxième partie de moule.
13. 13. Procédé selon la revendication 9 dans lequel le ou les volets (32) sont réalisés par la seconde étape d'injection, le ou les volets (32) étant logés dans l'ouverture de passage d'air.
14. 14. Procédé selon l'une des revendications 9 à 13, dans lequel on moule le volet (32) dans une position correspondant sensiblement à une position de fermeture de l'ouverture de passage d'air (30).