Brevet FR2536124A1 — publié le 19840518

Dispositif de commande du déplacement d'un élément mobile, et installation de chauffage et de climatisation pour véhicule automobile comprenant ce dispositif. L'invention concerne un dispositif de commande du déplacement d'un élément mobile, en particulier pour le réglage d'un débit d'air dans une installation de chauffage ou de climatisation pour véhicule automobile, ainsi qu'une telle installation comprenant ce dispositif. En général, les volets qui sont montés dans le boîtier d'une installation de chauffage ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule pour le réglage des débits d'air chaud et d'air froid à introduire dans l'habitacle, sont déplacés entre deux positions extrêmes opposées par une commande mécanique manuelle, comprenant une tringlerie actionnée par un câble glissant dansune gaine et relié à un levier du tableau de bord.Cette commande manuelle est en général assez dure, le levier du tableau de bord ne pouvant etre déplacé que si on lui applique une force qui est supérieure à la somme des forces de frottement du câble dans la gaine, du poids du volet, de la résistance aérodynamique et d'une force de freinage éventuelle exercée constamment sur la commande dans le but de maintenir le volet dans une position correspondant à une position de consigne sélectionnée par le levier, malgré l'action antagoniste exercée sur ce volet par l'air qui circule autour de lui. La dureté d'une telle commande la rend peu commode à utiliser et les constructeurs automobiles souhaitent actuellement que les installations de chauffage ou de climatisation de leurs véhicules soient équipées de commandes aussi douces et aussi précises que possible. On connaît déjà des commandes du type à pression de fluide, mais qui ont pour inconvén-ient de fonctionner en "tout ou rien" et qui ne permettent donc pas un réglage précis de la position du volet. L'invention a notamment pour objet d'éviter cet inconvénient au moyen d'un dispositif de commande fiable, précis, bon marché et doux à manoeuvrer. Elle propose à cet effet un dispositif de commande du déplacement d'un élément mobile, en particulier pour le réglage d'un débit d'air dans une installation de chauffage ou de climatisation pour véhicule automobile, comprenant un moyen mécanique, par exemple à commande manuelle, pour l'affichage d'une position de consigne dudit élément mobile,une source de pression de fluide, un distributeur de pression de fluide comprenant deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre, dont la première est déplaçable directement par ledit moyen mécanique et comprend un orifice de liaison avec la source de pression de fluide et un orifice d9échappement, et dont la seconde comprend un orifice relié au cylindre d'un vérin pour son alimentation en pression de fluide ou sa mise à l'dchappement, le vérin comprenant un piston dont la tige est solidaire en déplacement dudit élément mobile, caractérisé en ce que la tige de piston du vérin est reliée à ladite seconde partie du distributeur pour la déplacer et en ce que les deux parties du distributeur sont mobiles entre une première position dans laquelle le vérin est alimenté en pression de fluide, une seconde position opposée dans laquelle le vérin est mis altéchappement, et une position intermédiaire d'équilibre stable dans iåquelie le vëri ~est isole de de l'échappement et de la pression de fluide. Le dispositif de commande selon l'invention est du type asservi par pression de fluide et le moyen mécanique à commande manuelle, par exemple un levier du tableau de bord relié à un câble glissant dans une gaine, agit sur une première partie mobile d'un distributeur de pression et permet de la déplacer sans devoir vaincre une force résistante im portante.L'élément mobile dont il faut régler la position, par exemple un volet pivotant, est déplacé par la tige de piston du vérin d'asservissement sur une distance correspondant au déplacement de ladite première partie mobile. L'éner- gie nécessaire au fonctionnement de ce vérin est fournie par la source de pression de fluide, et non par le déplacement à la main d'un levier de commande relié par câble à une tringalerie. La force qu'il est nécessaire d'appliquer à l'élément mobile pour le déplacer dans une nouvelle position est donc absolument indépendante, selon l'invention, de la force de déplacement du levier de commande sur le tableau de bord. La commande peut être ainsi aussi douce et aussi précise que souhaité. Selon une autre caractéristique de l'invention, le fluide alimentant le vérin est de l'air, et la pression de fluide fournie par la source est une dépression, cBest-à-dire une pression inférieure à la pression atmosphérique. Avantageusement, la source de dépression est constituée par le collecteur d1ad- mission du moteur à combustion interne équipant le véhicule automobile. Le dispositif de commande selon l'invention peut ainsi être réalisé de façon simple et peu coûteuse. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un moyen de reglage de la position dudit élément mobile en fonction de la variation d'un paramètre déterminé est interposé entre le moyen mécanique d'affichage d'une position de con signe et la première partie mobile du distributeur. Le paramètre en question peut être la température de l'air soufflé ou celle de l'air se trouvant dans l'habitacle du véhicule automobile et, dans ce cas, la position de l'élément mobile (par exemple un volet) est asservie à la température dans l'habitacle. 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 partielle en perspective d'une première forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention; la figure 2 est une vue, selon la flèche II de la figure 3, d'une partie du distributeur de pression représenté en figure 3; la figure 3 est une vue de côté de ce distributeur; la figure 4 est une vue, selon la flèche IV de la figure 3, d'une autre partie de ce distributeur; la figure 5 est une vue schématique d'une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention; la figure 6 est une vue schématique d'encore une autre forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention. On se réfère d'abord aux figures 1 à 4 qui représentent schématiquement une première forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Le dispositif est destiné à commander le déplacement d'un volet 10 solidaire d'un arbre 12 porté à rotation par des eléments fixes 14 faisant partie par exemple d'un boîtier d'une installation de chauffage ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile. Une extrémité de l'arbre 12 est solidaire de l'extrémité d'une pièce de renvoi 16 dont l'extrémité opposée est arti- culée sur l'extrémité d'une tige de piston 18 d'un vérin 20, qui peut être hydraulique, mais qui est de préférence pneumatique dans cet exemple de réalisation. L'autre extrémité de l'arbre 12 est solidaire d'une partie mobile 22 d'un distributeur de pression comprenant une autre partie mobile 24 présentant un embout 26 de liaison à une source de pression de fluide et un embout 28 d'échappement. Dans cet exemple de réalisation, la pression de fluide est une dépression d'air prélevée sur le collecteur d'admission du moteur à combustion interne du véhicule. L'embout d'échap-. pement 28 débouche à l'air libre. La partie mobile 24 du distributeur, qui, en figure 1, est représentée écartée de l'autre partie mobile 22 pour faciliter la compréhension, est reliée par une patte 30 à l'extrémité d'un câble 32 coulissant dans une gaine 34, l'autre extrémité du câble étant reliée à un levier de commande du tableau de bord du véhicule. Le distributeur de pression est représenté assemblé dans les figures 2, 3 et 4 et est donc constitué des deux parties mobiles 22 et 24 qui sont des disques circulaires coaxiaux maitenus appliqués l'un sur l'autre de façon à être mobiles en rotation autour de leur axe commun 36 qui est également l'axe de l'arbre rotatif 12. Le distributeur de pression comprend également une garniture annulaire 38 en caoutchouc ou matière analogue, qui est fixée sur la-face interne de la partie 24, coaxialement à celle-ci. La garniture 38 comprend deux orifices 40 et 42 communiquant respectivement avec les embouts 26 et 28 de la pièce 24 et deux lèvres ou nervures radiales 44 et 46, diamétralement opposées, la nervure 44 étant placée entre les trous 40 et 42 de la garniture 38. Dans une autre forme de réalisation, les nervures 44 et 46 peuvent être remplacées chacune par deux lèvres parallèles sensiblement radiales, écartées l'une de l'autre d'une distance correspondant à la largeur de la nervure 44 ou de la nervure 46 respectivement. La garniture 38 peut être montée fixement à l'intérieur d'une gorge annulaire de la face interne de la partie 24 de façon à former, quand le distributeur est assemblé, deux chambres annulaires 48 et 50 sensiblement en demi-cercle, dont l'une comprend l'orifice 40 et dont l'autre comprend l'orifice 42, et qui sont séparées l'une de l'autre par les nervures 44 et 46. La partie mobile 22 du distributeur comprend un orifice 52 débouchant sur sa face interne et relié à un embout extérieur 54, l'orifice 52 pouvant être un trou circulaire ou oblong.Quand le distributeur est assemblé, cet orifice 52 débouche, selon la position des parties 22 et 24 l'une par rapport à l'autre, soit dans la chambre annulaire en demicercle 48 et est alors relié par le trou 40 et l'embout 26 à la source de pression de fluide, soit dans la chambre annulaire en demi-cercle 50 et est alors relié par le trou 42 et l'embout 28 à l'échappement ou à l'air libre, soit est obturé par la nervure 46 de la garniture 38 ou bien se trouve entre les deux lèvres parallèles correspondant à cette nervure et est alors isolé aussi bien de la source de pression de fluide que de l'échappement. L'embout 54 de la partie 22 du distributeur est destiné à être relié par un conduit 56 à une extrémité du cylindre 58 du vérin. La structure de ce vérin 20 est mieux visible en figure 5, et l'on voit que le cylindre 58 contient un piston 60 monté à coulissement étanche, solidaire de la tige 18 et sollicité constamment par un ressort de compression 62 dont une extrémité est en appui sur le piston 60 et dont l'autre extrémité est en appui sur l'extrémité du cylindre reliée au conduit 56. Le dispositif représenté dans es figures 1 à 4 fanctiónne de la façon suivante On suppose d'abord que le dispositif est au repos, c'est-àdire qu'aucune action n'est exercée par le câble-32 sur la partie mobile 24 du distributeur de pression. Dans Cette!' condition, l'orifice 52.de l'autre partie mobile 22 du distributeur est nécessairement isolé, par la nervure 46, d'une part de la chambre 48 de dépression et, d'autre part, de la chambre 30 d'échappement. Le vérin 20 est donc également au repos et aucun mouvement h'est transmis au volet 10 par la tige de piston 18, la pièce de renvoi 16 et l'arbre 12. Si, ensuite, le levier de commande du tableau de bord est déplacé de façon à faire pivoter la pièce 24 du distributeur autour de l'axe 36 dans le sens indiqué par la flèche 64 en figure 4, la nervure 46 fermant le débouché de l'orifice 52 de l'autre partie mobile du distributeur va se déplacer par rapport à cet orifice, qui va alors déboucher dans la chambre de dépression 48. La chambre de dépression 48 est ainsi mise en communication avec la partie du cylindre 58 du vérin contenant le ressort 62, la dépression dans le cylindre 58 déplace le piston 60 dans le sens-tendant à comprimer le ressort 62 et la tige de piston 18 est rétractée à l'intérieur du cylindre, de sorte que le volet 10 pivote au tour de l'axe 36 de l'arbre 12, dans le même sens que la partie 24 du distributeur.Cette rotation du volet est transmise à la partie 22 du distributeur, qui pivote dans le ème sens jusqu'à ce que le débouché de son orifice 52 soit à ao.uveau obturé par la nervure 46 et isolé de la chambre dwe d dépression 48, ce qui se traduit par l'arrêt de la rotatx du volet. Inversement, si le levier sur le tableau de bord est déplacé dans un sens tendant à faire tourner la partie 24 du distri buteur dans le sens indiqué par la flèche 66, le débouché de l'orifice 52 de la partie 22 du distributeur est libéré par la nervure 46 et communique avec l'air libre par l'intermédiaire de la chambre d'échappement 50, du trou 42 et de l'embout 28. La dépression régnant dans le cylindre 58 du vérin diminue, de sorte que le piston 60 est déplacé par le ressort 62 et la tige 18 sort du cylindre 58. Ce mouvement de la tige 18 est transmis au volet 10 qui pivote autour de l'axe de llarbre 13 dans le même sens que la partie 24 du distributeur.Cette rotation se traduit par une rotation de même sens de la partie 22 du distributeur, jusqu'à ee que le débouché de son orifice 52 soit à nouveau obturé par la nervure 46 de la garniture 38. Le volet 10- est alors arrêté dans une nouvelle position. Cette position est une position d'équilibre stable. Par exemple, dans le cas où le volet 10 est déplacé par une force parasite indépendante du levier de commande et du câble 32, son déplacement se traduit par une rotation de même sens de la partie 22 du distributeur qui tourne par rapport à la partie 24 maintenue fixe. L'orifice 52 de la partie 22 débouche donc dans l'une des chambres 48 et 50 et le cylindre 58 du vérin est selon les cas, a i i m e n t e m dépression ou mis à l'échappement de telle sorte que le vérin exerce sur le volet 10 une action de sens contraire au déplacement initial de ce volet, jusqu'à ce que celui-ci ait retrouvé sa position d'équilibre stable. La variante de réalisation représentée en figure 5 diffère de celle des figures 1 à 4 en ce que les deux parties du distributeur sont mobiles par translation l'une par rapport à l'autre et non plus par rotation. Le dispositif représenté en figure 5 comprend donc un levier de commande 70, déplaçable entre deux positions extrêmes représentées sur le dessin, un câble 32 coulissant dans une gaine 34 et reliant le levier 70 à une première partie mobile 72 du distributeur de pression, et une seconde partie mobile 74 solidaire de la tige 18 du piston 60 du vérin 20. La tige de piston 18 est reliée directement à la seconde partie mobile 74 du dispositif et peut être reliée par une pièce de renvoi à l'arbre rotatif d'un volet identique au volet 10 de la figure 1. Les deux parties 72 et 74 du distributeur sont des plaques planes, par exemple de forme rectangulaire, qui sont déplasables en translation parallèlement à leur plan. Sur la face interne de la première partie 72 est fixée une garniture 76 en caoutchouc ou matière analogue, présentant sur. sa face tournée vers l'autre partie 74 des lèvres ou nervures 78 délimitant une chambre 80 destinée à être réglée par un trou de la garniture et un embout 82 de la première partie 72 à une source de pression ou de dépression de fluide, une chambre intermédiaire 84 et une chambre d'échappement 86 reliée à l'air libre par un perçage 87 de la première partie 72 et de la garniture 76. L'autre partie 74 du distributeur comprend un perçage~38 débouchant dans la chambre intermédiaire 84, dans la position d'équilibre stable du distributeur, et destiné à être relié par le donduit 56 au cylindre 58 du vérin 20. Le dispositif de la figure 5 fonctionne comme celui des fi- gures 1 à 4. La figure 6 représente une variante de réalisation du dispositif de la figure 5, dans laquelle un moyen 90 de réglage automatique de la position de l'élément mobile ou du volet en fonction de la variation d'un paramètre déterminé est interposé entre la première partie 72 du distributeur de pression et l'extrémité du câble 32 relié au levier de commande 70 sur le tableau de bord. Ce moyen de réglage 90 comprend un élément 92 sensible à une variation du paramètre déterminé et transformant cette variation en un déplacement rectiligne d'un piston 94 logé dans un cylindre 96. Le piston 94 est relié par une tige 98 à la première partie 72 du distributeur, le piston 94 et la tige 98 se déplaçant bien entendu selon une trajectoire identique à celle de la partie 72 du distributeur. Le cylindre 96 est lui-même déplaçable en mouvement alternatif rectiligne sur cette même trajectoire. Le levier 70 permet d'afficher une position de consigne de l'éliment mobile ou du volet, qui est amené dans cette position par le dispositif selon lginvention comprenant le distributeur de pression et le vérin 20, comme précédemment décrit pour les formes de réalisation des figures 1 à 5. On suppose qu'il se produit ensuite, le levier 70 n'étant pas déplacé, une variation du paramètre auquel est sensible l'élément 92 du moyen de réglage automatique 90. Cette va riation du paramètre se traduit par un déplacement correspondant du piston 94, qui est transmis à la première partie 72 du distributeur. Il en résulte un déplacement de même sens de la seconde partie 74 du distributeur et donc par un déplacement correspondant de l'élément mobile ou du volet. La position de cet élément mobile peut ainsi être modifiée, de part et d'autre de la position de consigne affichée par le levier 70, en fonction des variations duparamètre agissant sur l'élément sensible 92.Ce paramètre peut être la température de l'air dans l'habitacle du véhicule automobile, dans le cas où le dispositif selon l'invention est utilisé pour la commande d'un volet de réglage de débit d'air chaud ou d'air froid dans une installation de chauffage ou de climatisation de véhicule automobile. La forme de réalisation de la figure 6 présente l'avantage que le mouvement du piston 94 du moyen de réglage automatique 90 n'est aucunement gêné ou limité par le distributeur de pression ou par le vérin 20. Quand ce moyen de réglage 90 est à action proportionnelle à la variation du paramètre choisi, cette proportionnalité est conservée au niveau de l'élément mobile dont le déplacement reste proportionnel à la variation dudit paramètre. invention s'applique à la commande du déplacement d'un élément mobile en rotation ou en translation. Le dispositif selon lUinvention présente l'avantage d'être réversible. Il peut fonctionner de façon à produire un déplacement continu de l'élément mobile (réalisations représentées aux dessins) ou un déplacement pas-à-pas de cet élément. Il suffit pour cela de prévoir plusieurs positions dléquili- bre stable au niveau du distributeur et des chambres de dépression et d'échappement de part et d'autre de chacune de ces positions d'équilibre stable. Le distributeur peut avantageusement être sur le tableau de bord du véhicule, ce qui permet de supprimer le câble de commande 32i 34 ou au moins de réduire sa longueur, et donc de diminuer les-efforts que l'usager doit appliquer au dispositif. Dans ce cas, le volet ou le vérin est relié au distributeur par une liaison mécanique qui est actionnée par le vérin. Revendications. 1. Dispositif de commande du déplacement d'un élément mobile, en particulier pour le réglage d'un débit d'air dans une ins- tallation de chauffage ou de climatisation pour véhicule automobile, comprenant un moyen mécanique, par exemple à commande manuelle, pour l'affichage dgune position de consigne dudit élément mobile, une source de pression de fluide, un distributeur de pression de fluide comprenant deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre, dont la première est déplaçable directement par ledit moyen mécanique et comprend un orifice ou embout de liaison avec la source de pression de fluide et un orifice ou embout d'échappement, et dont la seconde comprend un orifice ou embout relié au cylindre d'un vérin dont la tige de piston est solidaire en déplacement dudit élément mobile, caractérisé en ce que la tige de piston (18) du vérin (20) est reliée à ladite seconde partie (22, 74) du distributeur pour la déplacer et en ce que les deux parties (22, 24, 72, 74) du distributeur sont mobiles entre une première position dans laquelle le vérin (20) est alimenté en pression de fluide, une seconde position opposée dans laquelle ce vérin est mis à l'échappement, et une position intermédiaire d'équilibre stable dans laquelle le vérin (20) est isolé de l'échappement et de la pression de fluide. 2. Dispositif selon la revendication la caractérisé en ce que le distributeur (22, 24, 72, 74) est monté sur le tableau de bord du véhicule. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la seconde partie (22,74) est reliée à l'élément mobile (10) et/ou à la tige de piston (18) du vérin (20) par une liaison mécanique actionnée par le vérin (20). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le vérin (20) est un vérin simple effet. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, ca ractérisé en ce qu'un moyen (90) de réglage de la position dudit élément mobile (10) en fonction de la variation d'un paramètre déterminé est interposé entre ledit moyen mécanique (32, 70) d'affichage d'une position de consigne et ladite première partie mobile (24, 72) du distributeur. 6.- Dispositif selon l'unekdes revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une des parties mobiles du distributeur est solidaire d'une garniture (38, 76) en caoutchouc ou ma tière analogue présentant des lèvres ou des nervures (44, 46, 78) appliquées à étanchéité sur l'autre partie mobile du distributeur pour limiter deux chambres (48, 50, 80, 86) communiquant respectivement avec l'orifice de pression de fluide et l'orifice d'échappement de ladite première partie mobile (24, 72) du distributeur, ainsi qu'une chambre intermédiaire (84) ou nervure (46) pour l'isolement ou l'obturation de l'orifice (52, 88) de ladite seconde partie mobile (22, 74) relié au cylindre (58) du vérin (20). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les deux parties (22, 24) du distributeur sont des disques circúlaires coaxiaux mobiles en rotation l'un par rapport à l'autre autour de leur axe commun (36) 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux parties (72, 74) sont des plaques planes appliquées l'une sur l'autre et mobiles l'une par rapport à l'autre par translation parallèle à leur plan. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément mobile est un volet (10) monté à rotation autour d'un axe dans un conduit de circulation d'air. 10. Installation de chauffage ou de climatisation pour véhicule automobile, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un volet (10) de réglage de débit d'air associé à un dispositif de commande selon l'une des revendications précédentes.