Brevet FR2511522A1 — publié le 19830218

DisPositif de commande de deux éléments rotatifs tels pue des volets. et installation de chauffage ou de climatisation Pour véhicule automobile comPrenant un tel dispositif L'invention concerne un dispositif de commande de volets pivotants ou rotatifs, ainsi qu'une installation de chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant ce dispositif. Dans une telle installation, on prévoit en général un premier volet ou volet de commande de chauffage, disposé en amont d'un changeur de chaleur pour régler le débit d'air contournant l'échangeur (air à la température extérieure) et celui d'air traversant l'échangeur (air chauffé ou refroidi selon les cas), et un second volet, ou volet de répartition, en aval de l'échangeur, permettant de distribuer l'air résultant du mélange des deux débits ci-dessus vers le pare-brise du véhicule (pour le dégivrage ou le désembuage) et/ou vers l'intérieur de l'habitacle du véhicule (pour la ventilation, le chauffage ou la climatisation) Pour des raisons de simplification et de commodité d'usage, on a déjà proposé de commander llentratnement et le positionnement de ces deux volets par un moyen unique, accessible sur le tableau de bord du véhicule, comprenant par exemple un levier ou un curseur déplaçable en translation entre plusieurs positions prédéterminées. Toutefois, les dispositifs de commande connus ont une structure complexe et sont coûteux à fabriquer et à assembler, car les mouvements des deux volets ne sont pas semblables ou identiques et, en particulier, ne sont pas toujours simultanés. L'invention vise précisément à éviter ces inconvénients. selle a pour objet un dispositif de commande unique pour l'en- traînement et le positionnement de deux éléments rotatifs ou pivotants, ce dispositif étant de structure simple, facile à fabriquer et à assembler et permettant de commander le mouvement d'un des éléments indépendamment du mouvement de l'autre élément. Selon l'invention, le dispositif de commande de deux éléments rotatifs tels que des volets de chauffage et de répartition d'air dans une installation de chauffage ou de climatisation pour véhicule automobile, comprenant un organe actionnement unique tel qutun levier ou un curseur et des moyens reliant cet organe auxdits éléments pour les déplacer en rqtation, au moins l'un des éléments étant entraîné par un moteur électrique à deux sens de marche, est caractérisé en ce que l'organe d'actionnement agit sur un inverseur du sens de marche du moteur par 11 intermédiaire d'un bras pivotant associé à l'organe d'actionnement par un embrayage, le débattement angulaire de ce bras étant limité à une valeur prédéterminée correspondant au moins à la course de commande de l'inverseur, de sorte que le sens de déplacement de l'organe de commande détermine la position dudit inverseur et donc le sens de rotation dudit moteur. Ainsi, selon l'invention, le déplacement du levier d'actionnement du dispositif dans un certain sens détermine une rota- tion du moteur électrique dans un sens correspondant et donc une rotation de sens déterminé du volet associé, le retour du levier dans l'autre sens commandant, par inversion de l'alimentation électrique du moteur, l'inversion de marche du moteur électrique et celle du volet associé. Selon une autre caractéristique de l'invention, la position du levier d'actionnement détermine la position angulaire de l'arbre de sortie du moteur et donc la position angulaire du volet associé. Ainsi, par déplacement et positionnement du levier, on détermine très précisément le déplacement et le positionnement du volet entratné par le moteur électrique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'autre volet de l'installation est entratné par le levier d'actionnement au moyen d'un crible de liaison, ce qui permet de régler à volonté et de façon continue la position de ce volet. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels La figure 1 est une vue schématique en plan d'un dispositif selon l'invention, pour la commande du fonctionnement d'une installation de chauffage ou de climatisation pour véhicule automobile. Les figures 2 à 2D représentent schématiquement quatre positions des volets de commande de chauffage et de répartition d'air correspondant à quatre positions du levier de commande du dispositif de la figure 1. Les figures 3A et 33 représentent schématiquement deux positions d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif selon l'invention La figure 4 est une vue partielle, à plus grande échelle, en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 3A. On se réfère tout d'abord à la figure 1, représentant schématiquement un dispositif de commande selon l'invention, appliqué à une installation de chauffage ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. Le dispositif 10 représenté en figure 1 comprend un levier d'actionnement 11, monté pivotant autour d'un axe fixe 12 à une extrémité, comportant un bouton 13 ou analogue à son autre extrémité,- et qui a été représenté en quatre positions Â (arr9t), V (ventilation), c (chauffage) et D (dégivrage) res pectivement Le levier il porte deux contacts 14 et 15 qui sont déplaçables, par rotation du levier autour de l'axe 12, chacun sur une piste électriquement conductrice et assurent une liaison électrique entre ces pistes. Sur le dessin, une première piste conductrice 16, associée au contact 14, a été représentée sous forme d'un segment circulaire s'étendant sur toute la course du levier 11* L'autre piste conductrice est partagée en segments concentriques de même rayon, isolés les uns des autres et comprenant trois segments de faible longueur 17, 18 et 20 correspondant respectivement aux positions A, V et D et un segment 19 de plus grande longueur, correspondant à la position O La première piste conductrice 16 est reliée saune borne de sortie 21 d'un inverseur à deux contacts mobiles 22 dont l'un relie la borne de sortie 21 sdt au plie (-)d'une source de courant continu (comme représenté au dessin), soit au p81e (+). L'autre contact mobile 22 de l'inverseur relie l'autre borne de sortie 23 de cet inverseur soit au p81e (+) quand la borne 21 est reliée au p81e (-), soit au pôle (-) quand la borne 21 est reliée au pôle (+). L'inverseur est commandé mécaniquement, par l'intermédiaire d'une tringlerie 24, par une pièce 25 montée pivotante autour de l'axe fixe 12 et entraînée en rotation dans un sens et dans l'autre par le levier 11, des butées 26 et 27 coopérant avec des épaulements 28 de la pièce 25 pour limiter son débattement angulaire.Un embrayage à friction, dont un mode de réalisation sera décrit en référence aux figures 3 et 4, assure la transmission voulue du mouvement entre le levier Il et la pièce 25 de telle sorte que la pièce 25 soit entratnee par le levier 11 dans le sens de rotation de ce levier jus qu'à ce qu'un de ses épaulements 28 vienne en appui sur une butée 26 ou 27. La pièce 25 est alors retenue en rotation, mais le levier Il peut continuer son mouvement dans le mame sens. Si l'on inverse le sens de la rotation du levier 11, la pièce 25 est à nouveau entratnée en rotation par le levier, dans le même sens que celui-ci, jusqu'à ce que son épaulement 28 vienne en appui sur la butée correspondante. La seconde borne de sortie 23 de l'inverseur est reliée à une borne d'alimentation 30 d'un moteur électrique 31, dont l'autre borne 32 est reliée à une piste conductrice rectiligne 33 sur laquelle porte en permanence un contact 34 d'un bras transversal 35 déplaçable en translation parallèlement à la piste 33. Le bras 35 porte d'autres contacts 36, 37, 38, 39 respectivement et assure une liaison électrique entre tous les contacts qu'il porte. A chaque contact 36-39 est associée une piste conductrice 40, 41, 42, 43 respectivement, rectiligne et parallèle à la piste 33. Dans la position représentée, le contact 36 est en dehors de la piste 40, tandis que les contacts 37, 38, 39 et 34 se trouvent sur les extrémités des pistes 41, 42, 43 et 53 respectivement.Les pistes 41 et 42 comprennent des découpes partielles 44 et 45 respectivement, qui sont décalées dans le sens de déplacement du bras 35, tandis que la piste 43 se termine avant les autres. Le bras 35 porte un galet 46 suiveur de came, associé à une came 47 entraînée en rotation par l'arbre de sortie du moteur 31 le bras 35 est également soumis à l'action d'un ressort de rappel 48 tendant constamment à appliquer le galet 46 contre la came 47. La périphérie de la came 47 forme des profils étagés A1, V1, Cl et D1 correspondant respectivement aux positions A, V, C et D du levier 11. Les pistes 40, 41. 42 et 43 sont raccordées respectivement aux segments de pistes 17, 18, 19 et 20 parcourus par le contact 15 du levier 11. Ce dispositif fonctionne de la façon suivante On suppose que le levier 11 est dans sa position A et que la pièce 25 et l'inverseur sont dans la position représentée en figure 1, la came 47 et le bras 35 étant également dans la position représentée. Dans cette position, la première piste conductrice 16 est reliée par les contacts 14 et 15 au segment de piste 17 raccordé à la première piste rectiligne 40f Ainsi, le pôle (-) de la source d'alimentation du moteur 31 à courant continu est raccordé à la piste 40, tandis que le p81e (+) est raccordé, par l'intermédiaire du moteur 31, de la piste 33, du contact 34 et du bras 35, au contact 36 porté par le bras 35 et correspondant à la première piste 40* Toutefois, dans cette position de la came 47, dans laquelle le galet 46 est appliqué sur le prof 1 de la came, le contact 36 est isolé de la piste 40 et le courant ne peut passer et alimenter le moteur électrique.Le levier 11, dans la position A, est donc dans une position d'arr8t du moteur électrique. bi on déplace le levier 11 de la position A à la position V, la pièce 25 va passer de la position représentée à la position estrtme opposée dans laquelle son épaulement 28 est en appui sur la butée 27. Dans cette position, le pale (+) de la source de courant est relié à la première piste conductrice 16, et celle-ci est raccordée par les contacts 14 et 15 du levier à la seconde piste 41, elle-même reliée par le contact 37 et le bras 35 au contact 34 portant sur la piste 33. Le circuit d'alimentation du moteur 31 est ainsi ferLé, et celui-ci est entraîné en rotation dans le sens de la flèche 50. 6a came 47 entratnée par l'arbre de sortie du moteur 31 tourne dans le mime sens, de sorte que le galet suiveur 46 arrive sur le profil V1 et déplace le bras 35, à l'encontre du ressort de rappel 48, dans le sens de la flèche 51 jusqu'à ce que le contact 37 tombe dans la découpe 44 de la piste 41. A cet instant, le circuit d'alimentation du moteur 31 est ouvert, le moteur starrête et le contact 37 reste dans la découpe 44. Si l'on déplace ensuite le levier il de la position V à la position C, la pièce 25 n'est pas entratnée, la piste 16 relie, par l'intermédiaire des contacts 14 et 15 du levier, le pôle (+) de la source de courant au segment de piste 19 raccordé à la piste 42. Le contact 38 associé à cette piste porte sur celle-ci, dans une zone transversalement alignée avec la découpe 44 de la piste 41, c'est-à-dire dans une zone autre que la découpe 45 de la piste 42. Le circuit d'alimentation du moteur 31 est donc fermé, la came 47 est entraînée en rotation dans le sens de la flèche 50 jusqu'à ce que le contact 38 tombe dans la découpe 45 de la piste 42, ce qui arrête le moteur 31. Si on déplace ensuite le levier il en sens inverse, c'est-à- dire de la position C à la position V, on ramène la pièce 25 dans la position représentée en figure 1, c'est-à-dire que le pôle (-) est alors relié par la première piste 16, le segment de piste 18, la seconde piste 41, au contact 37 du bras 35 et le circuit d'alimentation du moteur 31 est ferme, mais ce moteur est alimenté avec une polarité inverse. Il est donc entraîné en rotation dans le sens opposé à la flèche 50 et le ressort 48 pousse alors le bras 35 en translation dans le sens opposé à la flèche 51, jusqu'à ce que le contact 37 retombe dans la découpe 44 de la piste 41, ce qui arrtte le moteur 31. Lorsqu'un dispositif de commande tel que celui qui vient d'autre décrit est utilisé dans une installation de climatisation ou de chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile, le levier 11 commande directement, par exemple au moyen d'un câble glissant dans une gaine, la rotation d'un volet 60 autour d'un axe 61 tandis que le moteur 31 entrain en rotation un volet 62 autour d'un axe 630 Le volet 60 est monté en amont d'un échangeur de chaleur 64 au débouché d'une conduite ou d'une gaine 65, de façon à guider l'air sortant de cette conduite 65 pour lui faire traverser l'échangeur de chaleur 64 ou pour lui faire contourner cet échangeur, selon ses positions autour de l'axe 61.Le volet 62, prévu en aval, assure la répartition de l'air entre une conduite ou gaine 66 orientée vers le pare-brise du véhicule et une conduite ou gaine 67 orientée vers l'intérieur de 1' habitacle du véhicule et débouchant en général dans - cet habitacle par une bouche inférieure et par des aérateurs latéraux. La position des volets représentée en figure 2A correspond à la position A du levier en figure 1, c'est-à-dire que le volet 62 obture complètement les orifices d'entrée des canalisations 66 et 67, l'air ne pouvant circuler dans l'installation. Le volet 60 est dans une position interdisant la traversée de l'échangeur de chaleur 64. La position représentée en figure 23 correspond à la position V ou ventilation du levier Il, le volet 60 étant maintenu dans la même position qu'en figure 2A et empêchant la traversée de ltéchangeur de chaleur 64, le volet 62 ayant pivoté d'environ 900 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre et libérant l'entrée des canalisations 66 et 67.L'air amené par la conduite 65 passe donc à c8té de l'échangeur de chaleur 64 sans le traverser et est distribué vers le pare-brise et vers l'habitacle du véhicule, La position représentée en figure 2C correspond à la position C ou chauffage du levier 11. le volet 60 a éte déplacé dans une position telle que l'air sortant de la conduite 65 est guidé en partie à travers l'échangeur de chaleur 64 pour autre chauffé par exemple et en partie autour de cet échangeur, le mélange d'air chaud et d'air froid étant orienté par le volet 62 essentiellement vers la conduite 67 pour le chauffage de l'habitacle du véhicule.Le volet 62 laisse néanmoins passer un faible débit du mélange d'air chaud et d'air froid dans la conduite 66, par exemple pour le désembuage du pare-brise. La course du levier 11 dans la position C est assez étendue, de sorte que le volet 60 peut autre déplacé de sa position extrtme représentée en figure 23 (air froid ou à la température extérieure) à son autre position extrême représentée en figure 2D (chauffage maximum) tandis que le volet 62 reste dans la position représentée en figure 2C. On règle donc ainsi, de façon continue et progressive, la puissance de chauffage de l'habitacle, la position représentée en figure 2D correspond à la position D du levier 11 en figure 1, ou position dégivrage, dans laquelle le volet 60 guide à travers ltéchangeur de chaleur 64 tout l'air sortant de la conduite 65 et le volet 62 ferme l'entrée de la conduite 67 et guide tout l'air chaud vers le pare-brise, pour le dégivrage. Le dispositif selon l'invention permet donc de déterminer, exactement comme on le souhaite, le mouvement du volet 60 déplacé par le levier 11 au moyen d'un cAable de liaison et le mouvement du volet 62 entrainé par le moteur électrique 31 La disposition des segments de pistes 17, 18, 19, 20, le profil de la came 47 et l'agence^tîent des pistes 40, 41, 42 et 43, ainsi que des découpes 44 et 45, permettent de régler à volonté toutes les caractéristiques du mouvement du volet 62. On se réfère maintenant aux figures 3A, 33 et 4 représentant une forme de réalisation préférée d'un dispositif selon l'in Invention Dans cette forme de réalisation, le dispositif comprend une platine 70 présentant une glissière rectiligne 71 dans laquelle est guidé un curseur ou bouton de commande 72 à galets roulant sur le fond de la glissière 71 Sur le curseur 72 est articulée l'extrémité d'un premier levier 73 dont l'autre extrémité est articulée à l'extrémité d1un second levier 74 monté pivotant autour d'un axe 75 porté par la platine 70.Le levier 74 porte un ergot ou téton en saillie 76 engagé dans une fente rectiligne 77 d'une plaque 78 montée pivotante autour d'un axe 79 porté par la platine 70. Sur cette plaque 78 est fixée l'extrémité d'un capable 80 coulissant dans une gaine 81 maintenue par une barre 82 fixée sur la platine 70. Sur l'axe 75 de rotation du levier 74 est monté rotatif un bras ou doigt 83 dont l'extrémité libre actionne un inverseur 84 destiné à relier les piles (+) et (-) d'une source de courant continu aux bornes d'alimentation du moteur électrique 31 de la figure 1. le bras 83 est solidaire d'un secteur circulaire 85 dont la surface supérieure présente de fines nervures ou ondulations radiales 86 en saillie. L'extrémité du levier 74 qui recouvre ce secteur circulaire 85 présente, sur a face correspondante, également des nervures ou ondulations radiales correspondantes 87 qui s'engrènent avec les nervures ou ondulations radiales 86 du secteur circulaire 85 et forment crantage avec celles-ci. L'extrémité du levier 74 est poussée en appui sur le secteur circulaire 85 par une force élastique appliquée par un moyen quelconque, par exemple une lame de ressort 88 traversée par l'axe 75 et disposée entre une butée de celui-ci et le levier 74. Le débattement angulaire du bras 83 est limité par une première butée 89 portée par la platine 70 et coopérant avec ce bras, et par une seconde butée 90 coopérant avec une extrémité du secteur circulaire 85. le débattement angulaire du bras 89 est de tordre de 50, par exemple. Si l'on déplace le curseur 72 dans la glissière 71 de la gauche vers la droite, le levier 74 entrain, par coopération des nervures ou ondulations radiales 86 et 87, le bras 83 en pivotement autour de l'aspe 75 dans le sens contraire des aiguilles d'une montre jusqu'à ce que ce bras vienne en appui sur la butée 89.Si l'on poursuit le déplacement vers la droite du curseur 72, le bras 83 reste en appui sur la butée 89 tandis que le levier 74 poursuit sa rotation, les nervures ou ondulations radiales 87 échappant les unes après les autres aux nervures 86e Si l'on déplace alors le curseur 72 en sens inverse, de la droite vers la gauche en figure gh, le bras 83 est entrainé par le levier 74 jusqu'à ce que lvextré- mité du secteur circulaire 85 vienne en appui sur la butée 90, le bras 74 poursuit son mouvement dans le même sens, les nervures radiales 87 échappant les unes après les autres aux nervures radiales 86. Le secteur circulaire 85 et l'extrémité correspondante du levier 74 forment ainsi, avec la lame de ressort 88, un embrayage à friction qui solidarise le bras 89 et le levier 74 jusqu'à ce que le déplacement du bras 83 dans un sens ou dans l'autre soit limité par une butée. Dans la position représentée en figure 3A, 15inverseur 84 est dans une position d'alimentation et, dans la figure 3B, il se trouve dans la position d'alimentation inverse. Le levier 60 de commande de chauffage, au lieu d1tre entraîné directement par le levier du tableau de bord au moyen d'un ciblez peut être entraîné par un moteur électrique associé à un rhéostat de recopie. Darus ce cas, on prévoit que le levier du tableau de bord déplace un contact sur une piste résistive formant rhéostat et qu'un dispositif électronique compare en permanence la valeur de la résistance déterminée par la position du contact du levier sur la piste résistive à celle du rhéostat de recopie et commande la rotation du moteur dans un sens ou dans l'autre de façon à rendre égales ces deux valeurs. On peut également prévoir que le système de pistes conductrices 33, 40-43 de la figure 1 peut autre remplacé par une piste conductrice à découpes le long de laquelle un bras portant des contacts est déplacé en mouvement rectiligne par le moteur 31, au moyen d'un système pignon-crémaillèreF On obtient alors le meme résultat qu'avec l'ensemble de pistes représenté en figure 1. Revendications 1. Dispositif de commande de deux éléments rotatifs tels que des volets de chauffage et de répartition d'air dans une installation de chauffage ou de climatisation pour véhicule automobile, le dispositif comprenant un organe de commande unique tel qu'un levier ou un curseur et des moyens reliant cet organe auxdits éléments pour les déplacer en rotation, au moins l'un des éléments étant entratné par un moteur électrique à deux sens de marche, caractérisé en ce que l'organe d'actionnement (11,72,74) agit sur un inverseur (22,84) du sens de marche dudit moteur (31) par l'intermédiaire d'un bras pivotant (25,83) associé à l'organe d'actionnement (11, 72,74) par un embrayage (86,87), le débattement angulaire dudit bras (25,83) étant limité à une valeur prédéterminée correspondant au moins à la course de commande de l'inverseur, de sorte que le sens de déplacement de l'organe d'actionnement (11,72,74) détermine la position dudit inverseur et donc le sens de rotation dudit moteur (Si). 2* Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embrayage (86,87) entre l'organe d'actionnement (11,72, 74) et le bras pivotant (25,85) est un embrayage à friction, permettant un déplacement relatif dudit organe par rapport audit bras dès que ce dernier arrive en appui sur une butée (26,27,89,90) limitant son débattement angulaire. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit embrayage est formé de deux rondelles ou secteurs circulaires (74,85) superposés et appliqués l'un sur l'autre par une force élastique, et qui sont solidaires l'un de l'organe d'actionnement (11,72,74) et l'antre du bras pivotant (25,83), les surfaces en contact de ces rondelles ou secteurs présentant des nervures ou ondulations radiales (86, 87) formant les moyens de friction. 4e Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position angulaire dudit organe d'actionnement (11,72,74) détermine la position angulaire de l'arbre de sortie dudit moteur (31) et donc la position angulaire de ltélénent ou volet (62) associé. 5e Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe d'actionnement est un levier pivotant (ici) portant des contacts (14,15) reliant deux pistes (16,17-20) concentriques ou parallèles, dont la première est raccordée à une borne d'une source de courant continu et dont la seconde est formée de segments séparés qui correspondent chacun à une position angulaire du levier (11)- et sont raccordés à des moyens (35,40-43) assurant une rotation prédéterminée du moteur (31) 6.Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent des pistes conductrices parallèles (35,40-43) sur lesquelles se déplacent des contacts (34,36-39) portés par un bras (35) déplaçable en translation par une came (47) solidaire de l'arbre de sortie du moteur (31), chacune de ces pistes présentant une découpe locale (44,45) propre à recevoir le contact correspondant et déterminer par arr8t du moteur une position angulaire dudit élément ou volet (62). 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent une piste conductrice rectiligne sur laquelle se déplacent des contacts portés par un bras commun et raccordés chacun à un segment de ladite seconde piste circulaire, ce bras étant déplaçable en translation par le moteur (31) et ladite piste rectiligne comprenant des découpes propres à recevoir un contact et à déterminer, par arrat du moteur, une position angulaire dudit élément ou volet (62). 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'autre élément ou volet (60) est entratné par ledit organe d'actionnement au moyen d'un câble de liaison (80). 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'autre élément ou volet (60) est entraidé par un moteur électrique associé à un rhéostat de recopie et commandé par un dispositif de comparaison entre la résistance du rhéostat de recopie et une résistance dont la valeur est déterminée directement par la position dudit organe daction- nement. 10. Installation de chauffage ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de commande de volets selon l'une des revendications précédentes.