Brevet FR2698589A1 — publié le 19940603

Dispositif de chauffage-ventilation et/ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de chauffage-ventilation et/ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobi- le. Elle concerne plus particulièrement un dispositif du type comprenant un conduit d'air froid et un conduit d'air mixé propres à distribuer respectivement un flux d'air froid et un flux d'air mixé au travers d'une bouche d'aération commune communiquant avec l'habitacle du véhicule automobile. Dans les dispositifs connus de ce type, l'air froid peut être soit de l'air provenant de l'extérieur de l'habitacle et éventuellement climatisé, soit de l'air recyclé provenant de l'intérieur de l'habitacle. L'air mixé est de l'air dont la température peut être ajustée en mélangeant, en proportions réglables, un débit d'air froid et un débit d'air chaud Ce dernier est obtenu en chauffant de l'air froid au travers d'un échangeur de chaleur qui est habituellement traversé par le liquide de refroidissement du moteur du véhicule automobile La température de l'air mixé est donc toujours supérieure à la température de l'air froid. Cet air mixé est envoyé ensuite vers différentes bouches d'aération pour être réparti, suivant des modes de distribu- tion choisis, en différentes régions de l'habitacle Ces bouches comprennent généralement au moins une bouche de dégivrage/désembuage située à la base du pare-brise, au moins une bouche communiquant avec la partie inférieure de l'habi- tacle pour le chauffage des pieds des passagers, des bouches latérales situées aux deux extrémités de la planche de bord, et au moins une bouche placée sur la planche de bord pour diriger de l'air vers le tronc et le visage des passagers du véhicule. Cette dernière bouche, appelée aussi "aérateur", distribue non seulement de l'air mixé, mais aussi de l'air froid pour que les passagers du véhicule reçoivent un air à température plus basse que celle de l'air mixé envoyé derrière le pare- brise, en direction des pieds des passagers ou vers les vitres latérales. On obtient ainsi une distribution à deux niveaux de tempéra- ture différents assurant un meilleur confort et une meilleure sécurité pour les passagers du véhicule, et notamment le conducteur. On connaît, d'après le document DE-A-3 338 768, un dispositif du type précité dans lequel il est prévu un volet unique pour contrôler le flux d'air froid et le flux d'air mixé en sortie du conduit d'air froid et du conduit d'air mixé et à l'entrée d'une conduite commune aboutissant à la bouche d'aération. L'inconvénient principal de ce dispositif connu réside dans le fait que l'on ne peut modifier le flux d'air froid indépendamment du flux d'air mixé et inversement. Il en résulte que ce dispositif connu permet soit de distri- buer simultanément de l'air froid et de l'air mixé, et cela toujours dans la même proportion, soit d'interrompre la distribution de l'air froid et de l'air mixé. En outre, lorsque la distribution du flux d'air froid et du flux d'air mixé est interrompue, le flux d'air froid a tendance à être refoulé vers les autres bouches de distribu- tion du véhicule qui délivrent alors un air à température plus basse que la température souhaitée. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvé- nients précités. L'invention propose en conséquence un dispositif de chauf- fage-ventilation et/ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile, du type précité, qui comprend un premier volet propre à autoriser ou interdire le débit du flux d'air froid dans le premier conduit et un second volet propre à contrôler le débit du flux d'air mixé dans le second conduit, ainsi que des moyens de commande synchronisés agissant sur le premier volet et sur le second volet pour permettre, soit la distribution simultanée du flux d'air froid et du flux d'air mixé, soit seulement la distribution du flux d'air mixé. Dans ces conditions, le dispositif permet deux régimes différents selon que le flux d'air froid et le flux d' air mixé sont distribués simultanément, ou que le flux d'air mixé est seul distribué dans l'habitacle De plus, dans l'un ou l'autre de ces deux régimes, le débit du flux d'air mixé peut être ajusté à volonté. Il est à noter que le dispositif permet aussi de distribuer de l'air froid, à condition de régler la température du flux d'air mixé en position froide. Le dispositif de l'invention peut comporter un seul premier conduit de distribution d'air froid et un seul second conduit de distribution d'air mixé. Toutefois,, dans une forme de réalisation préférée de l'inven- tion, le dispositif comprend un premier conduit de distribu- tion d'air froid disposé entre deux seconds conduits de distribution d'air mixé. Une telle forme de réalisation permet de faire aboutir le premier conduit au centre d'une bouche d'aération prévue au milieu de la planche de bord du véhicule et de faire aboutir les deux seconds conduits aux deux extrémités de cette bouche d'aération, respectivement à droite et à gauche du centre de la bouche d'aération. Dans cette forme de réalisation préférée de l'invention, le dispositif comprend avantageusement un boîtier central comportant une partie à section en U et deux boîtiers latéraux disposés symétriquement de part et d'autre du boîtier central pour fermer le boîtier central et définir le premier conduit et pour délimiter les deux seconds conduits respectivement de part et d'autre de la partie à section en U. Selon une autre caractéristique de l'invention, le boîtier central comporte une cloison centrale que prolonge la partie à section en U et qui est située dans le plan de symétrie des deux boîtiers latéraux. Cette cloison centrale permet de définir, dans le dispositif, deux régions symétriques propres à envoyer de l'air mixé respectivement vers le côté droit et le côté gauche de l'habitacle. Dans la forme de réalisation préférée mentionnée ci-dessus, le dispositif comprend avantageusement un premier volet situé dans le premier conduit et deux seconds volets situés respectivement dans les deux seconds conduits Ces deux seconds volets peuvent être à commande simultanée ou indépen- dante. Dans la forme de réalisation préférée ci-dessus, le premier conduit ainsi que les deux seconds conduits forment ensemble une conduite à section générale rectangulaire aboutissant à une bouche d'aération de forme générale rectangulaire placée sur la planche de bord du véhicule. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier volet est propre à prendre soit une position d'ouverture, soit une position de fermeture du premier conduit, tandis que le second volet est propre à prendre une multiplicité de positions entre une position d'ouverture et une position de fermeture du second conduit. Selon une autre caractéristique de l'invention, le premier volet et le second volet sont montés pivotants autour d'axes respectifs parallèles, et le premier volet comporte un bras de levier radial calé sur son axe de rotation et portant un pion d'extrémité propre à coopérer avec un chemin de came porté par un disque de commande du second volet. De cette manière, c'est la rotation du second volet qui provoque la rotation du premier volet selon une loi définie. Dans une variante de réalisation, le disque de commande est calé sur l'axe de rotation du second volet et le chemin de came comporte une partie en arc de cercle centrée sur l'axe de rotation du second volet et une partie radiale qui se raccorde à la partie en arc de cercle à une de ses extrémi- tés, de telle sorte que le premier volet reste dans une position de fermeture du premier conduit tant que le pion reste dans la partie en arc de cercle et que le premier volet pivote vers une position d'ouverture lorsque le pion quitte la partie en arc de cercle pour s'engager progressivement dans la partie radiale, et inversement. Ainsi, lorsque le premier volet est en position de fermeture, il est possible d'obtenir une multiplicité de positions angulaires du second volet et donc d'ajuster le débit d' air mixé au travers du second conduit. Dans une autre variante, le disque de commande est une roue dentée qui engrène avec un pignon calé sur l'axe du second volet, et le chemin de came formé sur le disque de commande comprend une première partie en arc de cercle centrée sur l'axe du disque de commande et une seconde partie en arc de cercle également centrée sur l'axe du disque de commande, mais de plus grand rayon que cette première partie en arc de cercle, ainsi qu'une partie sensiblement radiale communiquant avec la première partie et la seconde partie en arc de cercle, de sorte que le premier volet se trouve en position de fermeture ou en position d'ouverture selon que le pion est respectivement dans la première partie ou dans la seconde partie en arc de cercle. Dans l'une ou l'autre des deux variantes précitées, des moyens sont en outre prévus pour synchroniser le fonctionne- ment du premier et du second volet avec les autres volets de distribution du dispositif, c'est-à-dire les volets contrô- lant la ou les bouches de dégivrage-désembuage du pare-brise et la ou les bouches communiquant avec la partie inférieure de l'habitacle et, le cas échéant, avec les volets contrôlant les bouches latérales. 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 schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de chauffage-ventilation et/ou de climatisa- tion selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III-III de la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la figure 1; la figure 5 est une vue en coupe partielle selon la ligne V-V de la figure 1; la figure 6 est une vue en perspective du boîtier central du dispositif de la figure 1; la figure 7 est une vue en coupe partielle, à échelle agrandie, selon la ligne VII-VII de la figure 6; la figure 8 est une vue en coupe longitudinale partielle du dispositif de l'invention intégré dans la planche de bord d'un véhicule automobile; la figure 9 est un détail à échelle agrandie de la figure 8; les figures 10 A à 10 E représentent schématiquement les positions respectives du premier volet et du second volet pour cinq modes de distribution différents; et la figure 11 représente schématiquement les moyens de commande du premier volet et du second volet dans une autre variante de réalisation. Le dispositif représenté à la figure 1 comprend un pulseur 10 propre à envoyer de l'air froid qui provient, soit de l'extérieur de l'habitacle H d'un véhicule automobile et qui peut être le cas échéant climatisé, soit de l'air recyclé provenant de l'intérieur de l'habitacle H. L'air froid provenant du pulseur est dirigé vers une branche 12 de transmission d'air froid et vers une branche 14 de réchauffage d'air, toutes deux formées à l'intérieur d'un boîtier 16 divisé par une cloison médiane 18 Cette dernière permet ainsi de définir à l'intérieur du boîtier deux régions symétriques réservées respectivement à la partie droite et à la partie gauche de l'habitacle du véhicule La cloison 18 divise également chacune des branches 12 et 14 en deux parties symétriques. La branche 14 possède une configuration en U et elle comporte un échangeur de chaleur 20 alimenté par le liquide de refroidissement du moteur du véhicule Les branches 12 et 14 ont une entrée commune alimentée par le pulseur 10 et une sortie commune contrôlée par un volet de mixage 22 pour assurer la répartition du débit d'air froid dans la branche 12 et du débit d'air chaud dans la branche 14 et obtenir ainsi, dans une zone de mixage 24, un air mixé à température réglable A partir de la zone de mixage 24 (divisée en deux par la cloison 18), l'air mixé est envoyé vers au moins une bouche 26 de dégivrage-désembuage du pare- brise contrôlée par volet 28 et vers au moins une bouche 30 débouchant vers la partie inférieure de l'habitacle et contrôlée par un volet 32 De l'air mixé est également envoyé vers deux conduits 34 (figure 4) menant à deux bouches latérales (non représentées) situées respectivement du côté droit et du côté gauche de la planche de bord 36 du véhicule automobile Le débit d'air mixé traversant les deux conduits 34 est contrôlé par deux volets (non représentés). Le dispositif de l'invention comprend en outre des moyens permettant de distribuer simultanément de l'air froid et de l'air mixé au travers d'une bouche d'aération 38, encore appelée "aérateur", disposée au centre de la planche de bord 36. Le boîtier 16 comprend un boîtier central 40 formé par la cloison 18 et par une partie 42 à section en U ouverte vers le haut (figures 6 et 7) Cette partie 42 prolonge la cloison 18 vers le haut et s'étend symétriquement de part et d'autre du plan de symétrie P formé par la cloison Le boîtier 16 comprend en outre deux boîtier latéraux 44 qui s'étendent symétriquement de part et d'autre du plan P Les boîtiers latéraux 44 ont des parois supérieures respectives 46 prolongées chacune par un rebord 48 permettant leur assem- blage le long du plan de symétrie P En outre, chacun des boîtiers 44 comporte une paroi latérale 49 s'étendant à distance de la partie 42 en U du boîtier 40. Le boîtier central 40 et les deux boîtiers latéraux 44 permettent ainsi de définir un premier conduit central 50 situé dans la partie 42 en U et deux conduits latéraux 52 compris chacun entre une paroi latérale 54 de la partie 42 en U et une paroi latérale 49 d'un boîtier 44 Le conduit 50 est délimité en partie inférieure par une paroi 56 de la partie 42, que l'on aperçoit également sur la figure 1. Comme le montre la figure 6, la cloison 18 comporte une découpe 58 pour permettre le passage de l'échangeur de chaleur 20 La partie 42 en U délimitant le conduit 50 s'étend depuis une entrée 60 (figures 1 et 6) propre à être alimentée en air froid par le pulseur 10 jusqu'à une sortie 62 (figure 6) située à la jonction 64 du boîtier 16 et d'une conduite 66 (figure 1) aboutissant à la bouche d'aération 38. La conduite 66 est délimitée principalement par une paroi supérieure 68, une paroi inférieure 70, deux parois latérales 72 et deux cloisons 74 qui contribuent à former le conduit central 50 et les deux conduits latéraux 52 (figure 4). On comprendra que le boîtier 16 et la conduite 66 permettent de délimiter ainsi un conduit central 50 propre à acheminer de l'air froid depuis l'entrée 60 de ce conduit jusqu'à la bouche d'aération 38, ainsi que deux conduits 52 propres à acheminer de l'air mixé depuis la zone de mixage 24 jusqu'à la bouche d'aération 38. Le dispositif comprend un volet 76 (figures 1, 2 et 6) monté pivotant autour d'un axe 78 s'étendant perpendiculairement au plan de symétrie P Le volet 76 est disposé dans le conduit dans une région intermédiaire comprise entre l'entrée 60 et la sortie 62 (jonction 64) Il peut soit fermer, soit ouvrir le conduit 50, pour autoriser ou non le débit du flux d'air froid délivré dans la partie centrale de la bouche d'aération 38. Par ailleurs, le dispositif comprend deux volets 80 placés respectivement à l'entrée des deux conduits d'air mixé 52, en amont de la jonction 64 Les deux volets 80 sont montés pivotants en sur un axe commun 82 également perpendiculaire au plan de symétrie P Les deux volets 80 permettent de régler le débit du flux d'air mixé acheminé vers les deux extrémités de la bouche d'aération 38 Le volet 76 et les deux volets 80 sont actionnés par des moyens de commande synchronisés particuliers qui seront décrits plus loin. Le dispositif représenté à la figure 1 comprend en outre trois volets de réglage de débit: un volet central 84 et deux volets latéraux 86 placés immédiatement en amont de la bouche d'aération 38 et montés pivotants autour d'un axe commun 87 (figures 4 et 5) Le volet 84 placé dans le conduit est commandé par une molette 88 par l'intermédiaire d'une biellette 89 tandis que les volets 86 placés respectivement dans les deux conduits 52 sont commandés chacun, de façon indépendante, par deux molettes 90 par l'intermédiaire d'une bielle 92. On se réfère maintenant à la figure 8 sur laquelle on a représenté également les volets 28, 32, 76, 80 et 86. Le dispositif de l'invention comprend un pignon denté 94 qui engrène avec un pignon denté 96 solidaire en rotation du volet 28, avec un pignon denté 98 solidaire en rotation du volet 32 et avec un pignon denté 100 solidaire en rotation du volet 80 Les volets 28, 32 et 80 sont ainsi synchronisés et pivotent selon une loi définie par les rapports de transmis- sion respectifs des pignons. Le volet 76 est entraîné par le volet 80 par des moyens de commande qui seront décrits maintenant en référence à la figure 9. Ces moyens de commande comprennent un disque de commande 106 calé sur l'axe de rotation 82 du volet 80 et comportant un chemin de came 108 Ce dernier comporte une partie 110 en arc de cercle centrée sur l'axe 82 et s'étendant sur environ 1808 entre une extrémité 112 et une autre extrémité 114 prolongée vers l'intérieur par une partie radiale 116 qui fait partie du chemin de came. Le volet 76 comprend un levier 118 qui s'étend radialement à partir de l'axe 78 et qui porte un tourillon 120 coopérant avec le chemin de came 108. Il en résulte que le volet 76 reste dans une position de fermeture du conduit 50 tant que le pion 120 reste dans la partie en arc de cercle 110 du chemin de came et que le volet 76 pivote vers une position d'ouverture lorsque le pion quitte la partie en arc de cercle 110 pour s'engager progres- sivement dans la partie radiale 116, et inversement. On se réfère maintenant aux figures 10 A à 10 E Dans la position de la figure 10 A, le pion 120 est en butée contre il l'extrémité 112 du chemin de came 108, en sorte que le volet 76 est en position de fermeture du conduit 50, tandis que chacun des volets 80 est en position d'ouverture du conduit 52 Dans cette position, seul de l'air mixé est envoyé dans l'habitacle au travers de la bouche d'aération 38. Dans la position de la figure 10 B, le disque de commande 106 ainsi que le volet 80 ont pivoté d'environ 90 ' dans le sens horaire, si bien que le volet 80 ferme le conduit 52, le volet 76 restant toujours en position de fermeture Il en résulte que la bouche d'aération 38 ne reçoit ni air froid ni air mixé. Dans la position de la figure 10 C, le volet a encore pivoté d'environ 45 ' par rapport à la position de la figure 10 B, toujours dans le sens horaire Dans cette position, le volet ouvre partiellement le conduit 52 Le volet 76 reste en position fermée Le pion 120 étant en butée contre l'extré- mité 114 de la partie 110 en arc de cercle du chemin de came. En poursuivant la rotation dans le sens anti-horaire, le pion pénètre au fond de la partie radiale 116, ce qui provoque la rotation du volet 76 dans le sens anti-horaire On arrive ainsi à la position de la figure 10 D dans laquelle le volet 80 ouvre partiellement le conduit 52 et dans laquelle le volet 76 ouvre partiellement le conduit 50. En poursuivant la rotation du volet 80 dans le sens horaire, on parvient à la position de la figure 10 E dans laquelle le volet 80 ouvre complètement le conduit 52 et dans laquelle le pion 120 est revenu à l'extrémité 114 de la partie en arc de cercle 110 du chemin de came Il en résulte que le volet 76 est en position de pleine ouverture du volet 50. On comprendra que les moyens de commande précités permettent de distribuer au travers de la bouche d'aération 38 soit de l'air mixé seul, soit un mélange d'air mixé et d'air froid. Si l'on désire uniquement de l'air froid, il suffit de modifier le réglage de la température de l'air mixé. Les moyens de commande précités agissent en synchronisme avec les volets 28 et 32 selon des lois définies en fonction des modes de distribution choisis. On se réfère maintenant à la figure 11 qui montre une autrevariante de réalisation des moyens de commande des volets Dans cette variante, on trouve également un disque de commande constitué ici par une roue dentée 122 qui engrène avec un pignon 124 calé sur l'axe de rotation du volet 28, avec un pignon 126 calé sur l'axe de rotation du volet 32 et avec un pignon 128 calé sur l'axe de rotation 82 des volets 80 Dans la roue dentée 122 est formé un chemin de came 130 comprenant une première partie 132 en arc de cercle centrée sur l'axe de la roue dentée et une seconde partie en arc de cercle 134 également centrée sur l'axe de la roue dentée, mais de rayon plus grand que celui de la partie 132 Le chemin de came 130 comprend en outre une partie sensiblement radiale 136 communiquant avec les parties 132 et 134. De même que dans le cas de la variante de réalisation précédente, le volet 76 (non représenté sur la figure 11) est solidaire d'un levier radial 118 portant un pion 120 s'enga- geant dans le chemin de came 130. Le chemin de came 130 est conçu de telle façon que le volet 76 est en position de fermeture ou en position d'ouverture lorsque le pion 120 se trouve respectivement dans la première partie 132 ou dans la seconde partie 134 du chemin de came 130. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemple. Revendications 1. Dispositif de chauffage-ventilation et/ou de climatisa- tion de l'habitacle d'un véhicule automobile, comprenant au moins un premier conduit ( 50) et au moins un second conduit ( 52) propres à distribuer respectivement un flux d'air froid et un flux d'air mixé au travers d'une bouche d'aération commune ( 38) communiquant avec l'habitacle (H), caractérisé en ce qu'il comprend un premier volet ( 76) propre à autoriser ou interdire le débit du flux d'air froid dans le premier conduit ( 50) et un second volet ( 80) propre à contrôler le débit du flux d'air mixé dans le second conduit ( 52), ainsi que des moyens de commande synchronisés ( 106,118; 122,118) agissant sur le premier volet et sur le second volet pour permettre, soit la distribution simultanée du flux d'air froid et du flux d'air mixé, soit seulement la distribution du flux d'air mixé. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un premier conduit ( 50) de distribution d'air froid disposé entre deux seconds conduits ( 52) de distribu- tion d'air mixé. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier central ( 40) comportant une partie ( 42) à section en U et deux boîtiers latéraux ( 44) disposés symétriquement de part et d'autre du boîtier central pour fermer ce boîtier central et définir le premier conduit ( 50) et pour délimiter les deux seconds conduits ( 52) respective- ment de part et d'autre de la partie ( 42) à section en U. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier central ( 40) comporte une cloison centrale ( 18) que prolonge la partie ( 42) à section en U et qui est située dans le plan de symétrie (P) des deux boîtiers latéraux. 5. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caracté- risé en ce qu'il comprend un premier volet ( 76) situé dans le premier conduit ( 50) et deux seconds volets ( 80) situés respectivement dans les deux seconds conduits ( 52). 6. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 5, caracté- risé en ce que le premier conduit ( 50) et les deux seconds conduits ( 52) forment ensemble une conduite ( 66) à section générale rectangulaire aboutissant à la bouche d'aération ( 38), cette dernière étant placée sur la planche de bord ( 36) du véhicule. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caracté- risé en ce que le premier volet ( 76) est propre à prendre soit une position d'ouverture, soit une position de fermeture du premier conduit ( 50), tandis que le second volet ( 80) est propre à prendre une multiplicité de positions entre une position d'ouverture et une position de fermeture du second conduit ( 52). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caracté- risé en ce que le premier volet ( 76) et le second volet ( 80) sont montés pivotants autour d'axes respectifs parallèles ( 78,82) et en ce que le premier volet ( 76) comporte un bras de levier radial ( 118) calé sur son axe de rotation ( 78) et portant un pion d'extrémité ( 120) coopérant avec un chemin de came ( 108; 130) formé sur un disque de commande ( 106; 122) du second volet ( 80). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le disque de commande ( 106) est calé sur l'axe de rotation ( 82) du second volet ( 80) et en ce que le chemin de came ( 108) comporte une partie en arc de cercle ( 110) centrée sur l'axe de rotation du second volet et une partie radiale ( 116) se raccordant à une extrémité ( 114) de la partie en arc de cercle, de sorte que le premier volet ( 76) reste dans une position de fermeture du premier conduit ( 50) tant que le pion ( 120) reste dans la partie en arc de cercle ( 110) et que le premier volet pivote vers une position d'ouverture lorsque le pion ( 120) quitte la partie en arc de cercle ( 110) pour s'engager progressivement dans la partie radiale ( 116), et inversement. 10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le disque de commande est une roue dentée ( 122) qui engrène avec un pignon ( 128) calé sur l'axe ( 82) du second volet ( 80) et en ce que le chemin de came ( 130) formé dans le disque de commande comprend une première partie en arc de cercle ( 132) centrée sur l'axe du disque de commande et une seconde partie en arc de cercle ( 134) également centrée sur l'axe du disque de commande, mais de plus grand rayon que celui de la première partie en arc de cercle, ainsi qu'une partie ( 136) sensiblement radiale communiquant avec la première partie et la seconde partie en arc de cercle, de sorte que le premier volet ( 76) est en position de fermeture ou en position d'ouverture lorsque le pion ( 120) est respec- tivement dans la première partie ( 132) ou la seconde partie ( 134) en arc de cercle.