Brevet FR2453039A1 — publié le 19801031

L'invention est relative à un dispositif de régu- lation pour installation de chauffage ou de climatisation, en particulier pour véhicules automobiles, cette installation comprenant un échangeur de chaleur, au moins un ventilateur susceptible d'être actionne' et réglé, éventuellement un évaporateur, un condensateur et un compresseur, ainsi qu'un régulateur électronique qui est agencé de fa çon à être sollicité en fonction de la température par des sondes de température et qui agit, par l'intermédiaåre d'au moins un servo-moteur et en fonction de la température et de paramètres de fonctionnement affichables, sur la position d'au moins un organe de réglage tel que volet de répartition ou de mélange d'air et/ou soupape à eau et organes analogues. Dans son brevet français 2.140.021, la demanderesse a déjà décrit un interrupteur électronique de régulation en fonction de la température qui comporte des moyens interrupteurs commandés au moyen dlun élément sensible à la tem pérature pour délivrer, d'une manière discontinue, des signaux de commande afin d'actionner, d'une manière continue, un élément de soupape. Dans ce cas, des éléments de soupape, par exemple des soupapes électromagnétiques, sont utilisés pour régler la dépression dans une canalisation alimentant un système moteur à dépression. Une autre installation connue, utilisée pour régler la température de lthabitacle d'un véhicule automobile en fonction de paramètres affichables, utilise aussi des servo-moteurs du type à dépression qui sont commandés par un programmateur électrique (voir la demande de brevet allemand 2.445.590). Sur les véhicules équipés d'un moteur à explosion, c'est sur le système d'aspiration du moteur qu'est prélevée la dépression nécessaire pour alimenter les servo-moteurs à dépression qui actionnent les volets de répartition ou de mélange d'air appartenant à l'installation de chauffage ou de climatisation. La dépression ainsi nécessaire n'est toutefois disponible que lorsque le papillon du carburateur est partiellement ouvert. Il peut donc apparaître des conditions de fonctionnement pour lesquelles il n'est créé aucune dépression et pour lesquelles par conséquent l'installation de chauffage ou de climatisation est incapable de fonctionner. I1 en résulte une certaine insécurité ou tout au moins des pertes de confort. Sur les véhicules équipés d'un moteur Diesel, il faut avoir recours à une pompe spéciale pour créer la dépression, ce qui provoque un surcroit de dépenses. Le brevet britannique 1.205.946 décrit certes un dispositif de régulation électro-pneumatique dans lequel un organe de réglage est actionné par l'intermédiaire d'un servo-moteur pneumatique et la pression d'air agissant dans ce dernier est créée par une pompe à air qui, de son côté, est commandée par l'intermédiaire d'un relais électro-pneumati que. Cet agencement attribue à la pompe à air un fonctionnement intermittent qui agit en paramètre perturbateur sur la pression de réglage, ce qui exerce une influence néfaste sur l'allure de la régulation. Il en résulte en effet des oscillations dans le servo-moteur et par conséquent dans l'organe de réglage. L'invention a donc pour but d'agencer un dispositif de régulation, du genre défini en préambule, de façon telle qu'il assure la régulation de la température intérieure indépendamment de la dépression tout en répondant aux exigences qui sont posées d an incorporation à l'intérieur du véhicule en ce qui concerne la faiblesse du niveau de bruit. Selon l'invention, ce but est atteint, avec un dispositif de régulation du genre en question, grâce essentiellement au fait que le servo-moteur contient, dans un boitier, une matière qui se dilate fortement à une température critique et qui agit sur un piston mobile par l'intermédiaire d'une membrane; que le servo-moteur est muni d'un dispositif de chauffage électrique constitué par une résistance CTP; que la résistance CTP est alimentée en courant par le régulateur électronique; et que le servo-moteur agit sur l'un des bras d'un levier de transmission à deux bras qui règle la position angulaire d'un organe de réglage tel qu'un volet de mélange d'air, par l'intermédiaire de son autre bras et d'un premier secteur denté. On désigne ici par "résistance CTP" une "résistance à coefficient de température positif" ou "conducteur à grande conductibilité à froid", c'est-à-dire un composant dont la résistance électrique a un coefficient de température positif très prononcé. Des détails sur ces composants sont donnés notamment dans la demande de brevet français 2.392.521. Grâce à l'application qui est faite, selon l'invention, de servo-moteurs emplis d'une matière dilatable et chauffés par des résistances CTP en vue de commander des moyens directeurs flair, des volets d'air, des soupapes d'eau et organes de réglage analogues, dans une installation de chauffage ou de climatisation, on obtient la possibilité de supprimer d'une part les canalisations à dépression usuelles qui sont coûteuses et sujettes à des incidents de fonctionnement et d'autre part les capsulismes à dépression qui sont relativement volumineux; de plus, les mouvements de réglage nécessaires peuvent se faire pratiquement sans hystérésis. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de régulation comprend, pour actionner le volet de mélange d'air, un servo-moteur qui est directement sensible à la température et, pour actionner les volets de répartition dtair, des servo-moteursqui sont rendus indirectement sensible à la température par l'intermédiaire de la position du volet de mélange d'air. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, le levier de transmission à deux bras et un bras portant le premier secteur denté sont montés coaxialement sur une platine portant un deuxième secteur denté qui est en prise avec le premier secteur denté et sur l'axe duquel est calé le volet de mélange d'air et le servo-moteur chauffé par la résistance CTP est fixé de telle façon sur la platine que son piston agit sur un ressort à lame encastré sur l'un des bras du levier de transmission. Le déplacement en translation relativement court qu'effectue le piston du servo-moteur est ainsi converti sans jeu en un déplacement angulaire (de 45" par exemple) du volet de mélange ou de répartition d'air à actionner. L'utilisation qui est faite, selon l'invention, d'un ressort à lame pour transmettre des efforts a pour avantage que l'élément transmetteur d'efforts repose toujours sans jeu, et en se centrant de lui-même, contre le piston du servo-moteur et que les surcourses éventuelles du piston peuvent être absorbées élastiquement. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, deux ressorts sollicitent respectivement le levier de transmission à deux bras ainsi que, par l'intermédiaire d'un appendice, le deuxième secteur denté. Suivant un autre développement de l'invention, le ressort qui agit sur l'appendice du deuxième secteur denté et le ressort qui agit sur le deuxième bras du levier de transmission à deux bras constituent en même temps des ressorts de rappel pour le piston du servo-moteur ou pour le volet de mélange d'air. Suivant encore un autre développement de l'invention, le régulateur électronique comporte, sur la platine, un rhéostat de rétroaction qui est actionné, par l'intermédiaire d'un pignon, par le deuxième secteur denté à l'aide d'un secteur denté auxiliaire porté par ce dernier et dont la résistance électrique dépend de la position angulaire du volet de mélange d'air. La position de l'organe de réglage peut ainsi être signalée de façon simple au ré régulateur électronique. On connaît certes un dispositif comportant un conducteur à grande conductibilité à froid (voir la demande de brevet allemand 2.459.664), dans lequel un corps, chauffé par une résistance CTP, est utilisé par exemple pour agir sur un ressort bimétallique qui, en actionnant un volet de carburateur, règle le rapport air/combustible du mélange débité par ce carburateur. De tels rubans bimétalliques, chauffés par une résistance CTP, sont toutefois incapables d'exercer les forces, souvent élevées, qui sont nécessaires dans les installations de climatisation et ils sont exposés à des phénomènes de vieillisement qui apparaissent en cas de manoeuvres répétées dans un bref laps de temps. D'autres caractéristiques, avantages et détails de l'invention vont être maintenant exposés à l'aide des des sins annexés qui en représentent schématiquement un mode de réalisation préféré. La figure 1 représente en partie le schéma du système servant à régler la position d'un volet de mélange d'air. La figure 2 montre le schéma complet d'un dispositif de régulation conforme à l'invention. La figure 3 représente, en élévation, le dispositif servant à régler, conformément à l'invention, la position de volets de mélange d'air dans une installation de chauffage et de climatisation. La figure 4 montre, en coupe transversale partielle, certains des éléments du dispositif de la figure 3. La figure5 représente d'autres éléments de la figure 3, vus à angle droit par rapport à cette dernière figure. La figure 1 représente schietiquement un dispositif de régulation conforme à l'invention qui sert à régler la position angulaire d'un volet de mélange d'air 21 dans une installation de chauffage ou de climatisation telle que celle dont le contour est représenté en 1 aux figures 3 et 4. Un régulateur électronique 10 envoie des signaux de commande à un servo-moteur 17 qui règle la position du volet 21. La figure 2 montre le schéma complet de l'installation de chauffage ou de climatisation. Selon un développement de l'invention, il est possible à des servo-moteurs supplémentaires, tels que 22, 23, 24 et 25, de commander d'autres volets de rëpartition d'air. En particulier, le servo-moteur 22 sert à actionner un volet d'aiguillage air frais/air de circulation intérieur et les servo-moteurs 23 et 24 à actionner des volets réglant l'arrivée d'air respectivement à un orifice débouchant au niveau des pieds du conducteur ou des passagers et à un orifice central. La fonction du servo-moteur 25 sera définie ci-après. Les divers servo-moteurs 17 et 22 à 25 sont asservis au régulateur électronique 10 qui possède un amplificateur d'entrée 11, une commande de rétroaction 12 ainsi qu'une commande de ventilateur 13, un comparateur de con tact 14 et un relais 15 associés au moteur électrique 16 d'un ventilateur. Pour régler convenablement la température ou la répartition des températures dans l'habitacle du véhicule, la température dans l'habitacle est évaluée par une sonde 5 qui envoie, en fonction des résultats de la mesure, des signaux électriques au régulateur électronique 10.Une sonde 4 émet des signaux en fonction de la température extérieure, une sonde 6 est placée en amont d'un échangeur de chaleur et une sonde 7 émet un signal de commande en fonction de la température du fluide refroidisseur qui est à diriger vers l'échangeur de chaleur, après avoir été prélevé sur le circuit de refroidissement du moteur du véhicule sur lequel est montée l'installation de chauffage ou de climatisation. A l'aide d'une commande manuelle 9, il est possible d'ajuster les diverses fonctions de cette installation. Dans une position "Dégivrage" de cette commande 9 par exemple, il est possible, à l'aide du servo-moteur 25, de diriger de l'air chaud vers des orifices de dégivrage qui débouchent de préférence contre le parabrise mais qui peuvent aussi déboucher le cas échéant contre les glaces latérales du véhicule. Dans une position "Automatique" de la commande 9. la temnérature à l'intérieur de l'habitacle sélecteur -s'ajuste automatiquement, un dispositif/8 permettant aux utilisateurs d'afficher la température de leur choix. Pour les températures extérieures estivales, il peut encore être incorporé au circuit un évaporateur, un compresseur ou un condenseur. Il est alors prévu un thermostat de condenseur 18 et un accouplement de compresseur - - moteur 20 qui est capable de relier le compresseur/d véhicule par exemple. Cet accouplement de compresseur 20 peut aussi être actionné par l'intermédiaire d'une soupape à dépression 19. Il ressort des figures 1 et 2 que les signaux du dispositif sélecteur 8, de la sonde de température intérieure 5, de la sonde de température extérieure 4 et de la sonde de température de sortie 6 sont reçus par l'amplificateur d'entrée 11. Celui-ci agit sur la commande de rétroaction 12 du servo-moteur 17 qui actionne le volet de mélange d'air 21 et sur la commande de ventilateur 13 qui actionne le moteur 16 de celui-ci et il assure le traitement des signaux de la sonde de température du fluide refroidisseur 7, en fonction de la position donnée à la commande mànuelle 9. La sonde de température extérieure 6 agit aussi sur les servo-moteurs 23, 24 associés respectivement aux orifices débouchant au niveau des pieds et à l'orifice central.En revanche, la sonde de température du fluide refroidisseur 7 agit exclusivement sur la commande 13 du moteur de ventilateur 16. D'autres détails du schéma ressortent des figures 1 et 2 et n'ont donc pas besoin d'être décrits ici. La figure 3 montre en trait mixte le contour de l'installation de chauffage ou de climatisation 1 dont le volet de mélange d'air 21 est actionné par le servo-moteur 17. Les différents passages d'air de cette installation ne sont pas représentés en détail. En revanche, les figures 3 et 4 font apparaître en détail le dispositif qui sert à faire passer le volet de mélange d'air 21 d'une position "CHAUD" à une position "FROID". Le servo-moteur 17, agencé pour pouvoir être chauffe par une résistance CTP, est fixé à une platine 34, contre une aile 47 de celle-ci Ce servo-moteur 17 contient, dans un boîtier 26, une matière telle qu'une cire qui se dilate rapidement en fonction de la température et qui agit sur un piston mobile 27 par l'intermédiaire d'une membrane (non représentée). Un dispositif de chauffage électrique, constitué par une résistance CTP, est intégré au boîtier 26 et est relié au régulateur-électronique 10 par l'intermédiaire dune borne 28. Par l'intermédiaire d'un axe commun 43, la platine 34 porte en outre d'une part un levier de transmission 30 à deux bras 29 et 31 et d'autre part un bras 33 qui porte un premier secteur denté 32. Un ressort à lame 37 est encastré sur une aile 44 du bras 29 du levier de transmission 30, à l'aide d'un rivet 46 et d'une plaquette de maintien 45. Ce ressort à lame37 repose sans jeu, en se centrant de lui-même, contre le piston 27 du servo-moteur 17 et sert en outre à absorber les surcourses de ce piston 27, lorsque le volet de mélange d'air 21 blute en position "FROID". Un ressort 39, accroché par une extrémité à la platine 34, agit par son autre extrémité sur le bras 31 du levier de transmission 30. Le premier secteur denté 32 est en prise avec un deuxième secteur denté 35 sur l'axe 36 duquel est calé le volet de mélange d'air 21, cet axe 36 ayant de préférence une section carrée. Un ressort 40, accroché par une extrémité à la platine 34, agit par son autre extrémité sur un appendice 38 que comporte le deuxième secteur denté 35. Un pignon 41, servant à actionner un rhéostat de rétroaction 42, coopère avec le deuxième secteur denté 35, de préférence par l'intermédiaire d'un secteur denté auxiliaire 48 solidaire de celui-ci. La figure 4 montre, en coupe transversale partielle, certains des éléments du dispositif de la figure 3. La figure 5 montre, de face, comment sont fixés d'une part le servo-moteur 17 et d'autre part le ressort à lame 37 par rapport à ce servo-moteur 17 ou à son piston 27. Lorsque, sous l'action du régulateur électronique 10, le servo-moteur 17 s'échauffe en recevant. du courant par la borne 28, le piston 27 sort du boîtier 26 (de droite à gauche selon la figure 3) et, par l'intermédiaire du ressort à lame 37, fait tourner le levier de transmission 30 dans le sens des aiguilles d'une montre; en raison de l'engrènement entre les secteurs dentés 32 et 35, ceci fait passer le volet de mélange d'air 21 de sa position "CHAUD" à sa position "FROID". A la partie inférieure de la figure 3, on a représenté en trait mixte les positions qu'atteignent le ressort à lame 37 et le piston 27 lorsque celuici est ainsi sorti du boîtier 26. Le rappel du piston 27 à l'intérieur du boitier 26 est assuré par le ressort 40 qui tend à amener le volet de mélange d'air à la position (haute) "CHAUD". De façon analogue ou convenablement modifiée, les divers autres volets de répartition d'air de l'installation de chauffage ou de climatisation peuvent être actionnés à l'aide des servo-moteurs 22 à 25, chauffés à l'aide de résistances CTP. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté mais en englobe toutes les variantes et modifications qui sont à la portée des spécalistes en la matière. REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation pour installation de chauffage ou de climatisation, en particulier pour véhicules automobiles, cette installation comprenant un échangeur de chaleur, au moins un ventilateur susceptible d'être actionné et réglé, éventuellement un évaporateur, un condenseur et un compresseur, ainsi qu'un régulateur électronique qui est agencé de façon à être sollicité en fonction de la température par des sondes de température et qui agit, par l'intermédiaire d'au moins un servo-moteur et en fonction de la température et de paramètres de fonctionnement affichables, sur la position d'au moins un organe de réglage tel que volet de répartition ou de mélange d'air et/ou soupape à eau et organes analogues, caractérisé en ce que le servo-moteur (17) contient, dans un boîtier (26), une matière qui se dilate fortement à une température critique et qui agit sur un piston mobile (27) par l'intermédiaire d'une membrane; en ce que le servo-moteur (17) est muni d'un dispositif de chauffage électrique constitué par une résistance CTP; en ce que la résistance CTP est alimentée en courant par le régulateur électronique (10); et en ce que le servo-moteur (17) agit sur l'un des bras (29) d'un levier de transmission (30) à deux bras (29, 31) qui règle la position angulaire d'un organe de réglage tel qu'un volet de mélange d'air (21), par l'intermédiaire de son autre bras (31) et d'un premier secteur denté (32). 2. Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend, pour actionner le volet de mélange d'air (21), un servo-moteur (17) qui est direce- ment sensible à la température et, pour actionner les volets de répartition d'air, des servo-moteurs (22 à 25) qui sont rendus indirectement sensibles à la température par l'intermédiaire de la position du volet de mélange d'air (21). 3. Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le levier de transmission (30) à deux bras (29, 31) et un bras (33) portant le premier secteur denté (32) sont montés coaxialement sur une platine (34) portant un deuxième secteur denté (35) qui est en prise avec le premier secteur denté (32) et sur l'axe (36) duquel est calé le volet de mélange d'air (21) et en ce que le servo-moteur (17) chauffé par la résistance CTP est fixé de telle façon sur la platine (34) que son piston (27) agit sur un ressort à lame (37) encastré sur l'un des bras (29) du levier de transmission (30). 4. Dispositif de régulation selon la revendication 3, caractérisé en ce que deux ressorts (39, 40) sollicitent respectivement le levier de transmission (30) à deux bras (29, 31) ainsi que, par l'intermédiaire d'un appendice (38), le deuxième secteur denté (35). 5. Dispositif de régulation selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ressort (40) qui agit sur l'appendice (38) du deuxième secteur denté (35) et le ressort (39) qui agit sur le deuxième bras (31) du levier de transmission (30) à deux bras (29, 31) constituent en même temps des ressorts de rappel pour le piston (27) du servo-moteur (17) ou pour le volet de mélange dtair (21). 6. Dispositif de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le régulateur électronique (10) comporte, sur la platine (34), un rhéostat de-rétroaction (42) qui est actionné, par l'intermédiaire d'un pignon (41), par le deuxième secteur denté (35) à l'aide d'un secteur denté auxiliaire (48) porté par ce dernier et dont la résistance électrique dépend de la position angulaire du volet de mélange d'air (21).