Brevet FR2671865A1 — publié le 19920724

Dispositif à volets pivotants pour la régulation du débit d'air traversant un échangeur de chaleur L'invention concerne un dispositif à volets pivotants pour la régulation du débit d'air traversant un échangeur de chaleur, en particulier un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. Il est connu de disposer, sur le trajet d'écoulement de l'air traversant un tel radiateur de refroidissement, une multiplicité de volets montés à pivotement autour d'axes parallèles, actionnés par des moyens de commande et propres à prendre différentes positions angulaires de manière à ajuster le débit d'air traversant le radiateur et optimiser ainsi l'efficacité du radiateur et la température de fonc- tionnement du moteur. Un dispositif de régulation à volets pivotants de ce type est connu notamment d'après le brevet français N O 73 21900, publié sous le N O 2 191 493. Dans les dispositifs de régulation connus de ce type, les volets sont synchronisés de manière que tous présentent simultanément la même orientation angulaire par rapport à la direction d'écoulement du débit d'air. Il en résulte certains inconvénients Par exemple, lorsque le véhicule roule à grande vitesse, les volets peuvent avoir des difficultés à s'ouvrir ou à se fermer compte tenu de la pression de l'air qui s'exerce simultanément sur tous les volets. Cet inconvénient se rencontre principalement lorsque tous les volets sont fermés, car il existe alors une différence de pression élevée entre les régions situées respectivement en amont et en aval des volets, par rapport à la direction d'écoulement du débit d'air. Pour vaincre cette différence de pression, il est nécessaire de prévoir des moyens de commande suffisamment puissants donc encombrants et coûteux en énergie. L'invention a notamment pour but d'éviter les inconvénients précités. Elle propose à cet effet un dispositif de régulation, du type défini en introduction, dans lequel les moyens de com- mande comprennent un organe mobile portant une multiplicité de voies de came de formes choisies, dont chacune est propre à recevoir une came solidaire en rotation d'un volet. On peut ainsi commander le pivotement de chacun des volets suivant une loi bien définie et, en particulier, réaliser une ouverture progressive et une fermeture progressive des volets. On peut ainsi faire pivoter les volets les uns à la suite des autres, et non pas simultanément comme dans les disposi- tifs antérieurs Il n'est alors plus nécessaire de prévoir des moyens de commande puissants, comme c'était le cas avec les dispositifs de la technique antérieure. De préférence, l'organe mobile est déplaçable dans une direc- tion orthogonale à chacun des axes de pivotement des volets, et à une distance égale de chacun d'eux. Dans le cas o les axes de pivotement des volets sont dans un même plan, l'organe mobile est alors déplaçable en trans- lation dans une direction parallèle au plan précité. Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend des moyens de guidage en translation de l'organe mobile. Avantageusement, cet organe mobile est réalisé sous la forme d'une plaque oblongue et les moyens de guidage comprennent alors une fente longitudinale ménagée au travers de la plaque et traversée par les axes de pivotement des volets. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les voies de cames ont la plupart la forme d'un L comportant une branche sensiblement parallèle à la direction de transla- tion de l'organe mobile et une branche sensiblement perpendi- culaire à la direction de translation de l'organe mobile. Dans le cas o l'organe mobile est une plaque oblongue, les voies de cames sont avantageusement constituées par des fentes ménagées au travers de la plaque. De préférence, les cames sont constituées chacune d'un tou- rillon solidaire d'un bras de manivelle calé sur l'axe de pivotement d'un volet. Les voies de cames et les rayons des bras de manivelle sont choisis de sorte que les volets puissent pivoter chacun, sous l'action de l'organe mobile, suivant une loi définie. En particulier, dans le cas o les fentes ont la forme d'un L, les deux branches du L des différentes fentes n'ont pas nécessairement la même longueur, l'une des branches du L d'une fente pouvant avoir une valeur nulle. Dans la description qui suit, donnée seulement à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue éclatée d'un dispositif de régula- tion selon l'invention, placé en amont d'un radiateur de refroidissement; la figure 2 est une vue de côté du dispositif de la figure 1 montrant la position des volets et de leurs moyens de commande, dans une position de fermeture; la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 dans une position d'ouverture; et la figure 4 est une vue partielle de côté d'un volet et de ses moyens de commande. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui montre un dispos- itif de régulation 10 selon l'invention placé en amont d'un radiateur de refroidissement 12, par exemple d'un véhicule automobile Le dispositif 10 est traversé par un flux d'air dans la direction représentée par les flèches F et ce flux d'air traverse ensuite le radiateur 12 pour refroidir, de façon en soi connue, un fluide caloporteur, par exemple le liquide de refroidissement du moteur du véhicule. Le dispositif 10 comprend un bâti formé de deux cadres rec- tangulaires 14 et 16 servant de support à une multiplicité de volets 181, 182,, 18 n, montés à pivotement autour d'axes respectifs 201, 202,, 20 n Les axes de pivotement 201 à 20 N sont parallèles entre eux et, dans l'exemple, disposés à l'horizontale Les deux cadres rectangulaires 14 et 16 comportent notamment deux montants verticaux 22 et 24 (visibles sur la figure 1) et deux autres montants verticaux non visibles sur cette figure Le montant 22 com- porte des encoches 261, 262,, 26 n, de forme semi-circu- laire d'axes parallèles et, de façon correspondante, le montant 24 comporte des encoches 281, 282,, 28 ni égale- ment de forme circulaire et d'axes parallèles Toutes ces encoches sont équidistantes les unes des autres Lorsque les cadres rectangulaires 14 et 16 sont rapprochés l'un de l'autre, les axes 201, 202, 20 N des volets 181, 182, 18 N sont reçus respectivement dans les logements cylindriques ainsi formés par la réunion des encoches. Bien entendu, et sans sortir du cadre de l'invention, il est possible d'assurer le montage des axes, des volets par d'autres moyens connus. Conformément à l'invention, les volets 181 à 18 N sont com- mandés par des moyens qui leur permettent de pivoter selon une loi définie On remarque d'ailleurs, sur la figure 1, que le volet 181 est ouvert, le volet 182 un peu moins ouver- te que le volet 181 et ainsi de suite et que, finalement, le volet 18 N est complètement fermé. On se réfère maintenant à la figure 2 dans laquelle les volets 181 à 18 N sont tous en position fermée. Dans la forme de réalisation représentée, les axes de pivote- ment 201 à 20 N des volets 181 à 18 N sont situés dans un même plan et le pivotement des volets est assuré par l'inter- médiaire d'un organe mobile 30 déplaçable en translation dans une direction G qui est orthogonale à chacun des axes 201 à 20 N et parallèle au plan qui contient ces axes. L'organe mobile 30 a la forme d'une plaque oblongue générale- ment rectangulaire limitée par deux grands côtés opposés 32 et 34 et deux petits côtés opposés 36 et 38 La plaque de l'organe mobile comporte une fente longitudinale 40 limi- tée par deux bords 42 et 44 parallèles entre eux et parallè- les aux bords 32 et 34 de la plaque Les bords 42 et 44 ménagent entre eux un intervalle de largeur légèrement supé- rieure au diamètre des axes de pivotement des volets Les bords 42 et 44 sont, du côté du bord 38, reliés entre eux par un bord 46 en forme d'arc de cercle A leur autre extré- mité, les bords 42 et 44 débouchent sur le bord 36 de la plaque La fente longitudinale 40 est traversée par les axes de pivotement des volets, ce qui permet d'assurer le guidage en translation de l'organe mobile 30 qui peut ainsi se déplacer dans la direction de la flèche G, dans un sens ou dans l'autre Ce déplacement en translation peut être assuré par tout moyen approprié, par exemple par un câble, une capsule de cire sensible à la chaleur, etc. L'organe mobile 30 porte une multiplicité de voies de came 481, 482, ' 48 nr la plupart constituée par une fente en L de forme spécifique, ménagée au travers de la plaque. Chacune des voies de came comporte une branche 501, 502, , 50 n, sensiblement parallèles à la direction de transla- tion G, la longueur de la branche 501 étant dans le cas des figures d'une valeur nulle, et une branche 521, 522, , 52 n' sensiblement perpendiculaires à la direction G. La longueur des branches est adaptée pour chacune des fentes. Ainsi, la longueur des branches 501, 502, 50 N va en croissant depuis la voie de came 481 jusqu'à la voie de came 48 n Par contre, la longueur des branches 521, 522, , 52 N va en décroissant depuis la voie de came 481 jusqu'à la voie de came 48 n* Pour la suite de la description, il est considéré que la branche 501, est située à l'extrémité de la branche 521 et que sa longueur équivaut à la largeur de la branche 521. Comme on le verra plus loin, les branches 502 à 50 N forment une voie à course morte, tandis que les branches 521 à 52 n forment des voies de commande agissant sur le pivotement des volets. Chacun des axes 201 à 20 N est muni, à l'une de ses extrémi- tés, d'un bras de manivelle 541 à 54 N (figures 2, 3 et 4), chaque bras de manivelle étant muni d'un tourillon 561 à 56 n Ces tourillons sont propres à s'engager respectivement dans les voies de cames 481 à 48 N portées par l'organe mobile 30 Comme cela ressort des figures 2 et 3, le rayon du bras de manivelle (compris entre l'axe de pivotement et le touril- lon) va en décroissant depuis le bras de manivelle 541 jus- qu'au bras de manivelle 54 n* Dans la position de fermeture des volets (figure 2), les tourillons 561 à 56 N sont chacun en fin de course respective- ment dans les branches 501 à 50 N des voies de cames Les volets sont en position de fermeture et se chevauchent les uns les autres grâce à leur forme particulière Si l'on commence à déplacer l'organe mobile dans le sens de la flèche G, sur le haut de la figure, les tourillons 561 à 56 N sont guidés respectivement dans les branches 501 à 50 n Tant que les tourillons se déplacent dans les branches 501 à N qui constituent des voies à course morte, les volets ne pivotent pas Comme les branches 501 à 50 N ont des lon- gueurs différentes, le volet 181 commence à pivoter le pre- mier, d'autant que la longueur de la branche 501 est négli- geable, voire nulle Ensuite, les autres volets 502, t N pivotent les uns après les autres, à partir du moment o le tourillon correspondant s'engage dans l'autre branche 521 à 52 n Par conséquent, les branches 502 à 50 N constituent des branches à course morte, tandis que les branches 52 î à 52 N constituent des branches de commande agissant positive- ment sur le pivotement des volets. En choisissant de manière appropriée les formes respectives des voies de cames 481 à 48 n, ainsi que les longueurs des bras de manivelle 541 à 54 n, on peut définir une loi de pivotement particulière en fonction de l'utilisation souhai- tée. Dans la position de la figure 3, pratiquement tous les volets ont pivoté d'un certain angle, à chaque fois différent, à l'exception toutefois des derniers volets. Lorsque l'organe mobile est en fin de déplacement, tous les volets ont pivoté d'un certain angle qui n'est pas forcé- ment le même pour chacun des volets. Bien entendu, il est possible de choisir les formes des voies de cames et les rayons des bras de manivelle pour définir une autre loi de pivotement. En outre, l'invention n'est pas limitée à la forme de réali- sation décrite précédemment et s'étend à d'autres variantes. Par exemple, il est possible de réaliser, suivant les mêmes principes, un dispositif de régulation dans lequel les axes des volets, tout en étant parallèles entre eux, ne sont pas dans un même plan. Revendications 1 Dispositif de régulation du débit d'air au travers d'un échangeur de chaleur, comportant une multiplicité de volets ( 181 à 18 n) montés pivotants autour d'axes parallèles ( 201 à 20 n)> actionnés par des moyens de commande ( 30), caractérisé en ce que les moyens de commande comprennent un organe mobile ( 30) portant une multiplicité de voies de came ( 481 à 48 n) de formes choisies, dont chacune est propre à recevoir une came ( 561 à 56 n) solidaire en rotation d'un volet ( 181 à 18 n). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe mobile ( 30) est déplaçable dans une direction orthogonale à chacun des axes ( 201 à 20 n) et à une distance égale de chacun d'eux. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les axes de pivotement ( 201 à 20 n) des volets sont dans un même plan et en ce que l'organe mobile ( 30) est déplaçable en translation dans une direction parallèle au plan précité. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens ( 40) pour le guidage en transla- tion de l'organe mobile ( 30). Dispositif selon la revendication 4,, caractérisé en ce que l'organe mobile ( 30) est une plaque oblongue et en ce que les moyens de guidage comprennent une fente longitudi- nale ( 40) ménagée au travers de la plaque et traversée par les axes de pivotement ( 201 à 20 n) des volets ( 181 à 18 n)* 6 Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, carac- térisé en ce que les voies de came ( 481 à 48 n)ont laplupart la forme d'un L comportant une branche ( 501 à 50 n) sensible- ment parallèle à la direction de translation de l'organe mobile ( 30) et une branche ( 521 à 52 n) sensiblement perpendi- culaire à la direction de translation de l'organe mobile ( 30). 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe mobile ( 30) est une plaque oblongue, en ce que les voies de came ( 481 à 48 n) sont formées par des fentes ménagées au travers de la plaque, et en ce que les cames sont constituées chacune d'un tourillon ( 561 à 56 n) solidaires d'un bras de manivelle ( 541 à 54 n) calé sur l'axe de pivotement d'un volet. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les voies de came ( 481 à 48 n) et les rayons des bras de manivelle ( 541 à 54 n) sont choisis pour que les volets ( 181 à 18 n) pivotent, sous l'action de l'organe mobile ( 30) suivant une loi définie. 9 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux branches du L des voies de cames ( 481 à 48 n) n'ont pas toutes la même longueur et en ce que l'une des branches ( 501) d'une voie de came ( 481) peut avoir une valeur nulle. Erratum Brevet n A 1 Demande de brevet n 91 02101 N de Publication: 2 671 865 Classification internationale CLASST 5 F 28 F 27/00//F Ol P 7/10. ERRATUM A la rubrique 22 de la page de garde du fascicule de la demande, la date de dépât est erronée. Il faut lire: 21 02 91.