Brevet FR2764549A1 — publié le 19981218

Dispositif de distribution d'air à volets multiples pour l'admission d'air vers une installation de chauffaqe-ventila- tion de véhicule automobile depuis une entrée d'air extérieur et deux entrées d'air recirculé La présente invention concerne les dispositifs de chauffageventilation des véhicules automobiles, et plus précisément les dispositifs dits "de distribution d'air" servant à l'admission d'air et permettant notamment de choisir entre air frais, prélevé à l'extérieur, et air recirculé, prélevé dans l'habitacle, en fonction des conditions climatiques et du mode de fonctionnement de l'installation (chauffage, réfrigération, dégivrage, etc.). Elle concerne plus particulièrement un dispositif de distribution d'air à volets multiples du type comprenant : un boîtier muni d'une première entrée d'air, notamment d'air extérieur, et d'une deuxième entrée d'air, notamment d'air recirculé ; deux volets montés à rotation autour d'axes parallèles à l'intérieur du boîtier pour contrôler sélectivement l'admission d'air par la première entrée d'air et la deuxième entrée d'air ; et des moyens de commande du déplacement en rotation de ces volets. Un dispositif de ce type est par exemple décrit dans le EP-A0 678 410, dans lequel les deux volets ont des parois respectives à surface sphérique et sont montés à rotation autour d'un axe commun, ces deux parois pouvant s'imbriquer l'une dans l'autre et prendre différentes positions pour contrôler sélectivement la première et la deuxième entrée d'air. I1 a été également proposé dans la demande française 97 05399 du 30 avril 1997, au nom de la Demanderesse, pour "Dispositif de distribution d'air à volets multiples pour véhicule automobile", de prévoir non plus une, mais deux entrées d'air recirculé, disposées de manière à occuper des positions angulaires respectives de part et d'autre de la première entrée d'air ; l'occultation sélective de l'air extérieur ou de l'air recirculé est réalisée par deux volets pivotant en sens opposé (cette configuration sera décrite plus en détail par la suite, en référence à la figure 1). Par rapport à la proposition précédente, cette configuration présente l'avantage de pouvoir augmenter sensiblement la section des entrées d'air extérieur et recirculé tout en conservant une très grande compacité du boîtier de distribution d'air. De plus, on évite de recourir à des volets à surface sphérique, qui ne garantissent pas toujours une étanchéité optimale, en particulier lorsqu'ils doivent s'opposer à un flux d'air à vitesse élevée. La proposition de la demande française 97 05399 présente cependant l'inconvénient que, pour passer de la position "air recirculé" à la position "air extérieur" il faut déplacer les deux volets à l'encontre du sens d'écoulement de l'air extérieur, et donc vaincre la pression dynamique exercée par celui-ci. Le couple de manoeuvre des volets est donc important, ce qui nécessite soit une démultiplication mécanique, peu commode, soit l'utilisation d'un motoréducteur à couple élevé, impliquant un surcoût important pour la réalisation de cette fonction. De plus, en position "air recirculé", la pression statique exercée sur les volets par l'entrée d'air extérieur occultée reste importante, ce qui implique soit d'appliquer à ces volets un couple de maintien permanent, soit de prévoir un système de verrouillage dans cette position. L'invention a notamment pour but de pallier ces inconvénients, en proposant un dispositif de distribution d'air qui, tout en conservant la compacité de la configuration à trois entrées (une entrée d'air extérieure et deux entrées latérales d'air recirculé), soit peu ou pas sensible aux effets des pressions dynamique et statique sur les volets. On pourra ainsi commander ces volets avec un moindre couple, par exemple avec une simple commande mécanique par câble, non démultipliée, ou au moyen d'un motoréducteur à faible couple, donc à coût réduit, tout en minimisant le couple de maintien dans l'une ou l'autre des positions. Selon l'invention, le dispositif, qui est du type connu cité en introduction, comprend en outre une troisième entrée d'air, notamment d'air recirculé, telle que la deuxième entrée d'air et la troisième entrée d'air occupent des positions angulaires respectives de part et d'autre de la première entrée d'air. Les deux volets sont des volets de type papillon comportant chacun deux ailes s'étendant de part et d'autre d'un axe central formant axe de rotation du volet, ces axes étant situés de part et d'autre de la première entrée d'air et au niveau des deuxième et troisième entrées d'air en position médiane. Les volets sont déplaçables entre une première position où les ailes adjacentes respectives des deux volets obturent conjointement la première entrée d'air et laissent libre l'admission d'air par les deuxième et troisième entrées d'air, respectivement et une seconde position où les ailes qui étaient adjacentes dans la première position sont disposées en éloignement relatif en laissant libre entre elles l'admission d'air par la première entrée d'air et en obturant respectivement les deuxième et troisième entrées d'air. Dans une première forme de mise en oeuvre, le passage de l'une à l'autre des positions s'effectue par rotation dans le même sens des deux volets. Dans ce cas, les dimensions desdites ailes adjacentes des volets respectifs sont avantageusement choisies de manière à présenter une configuration sensiblement symétrique dans la première position. Dans une seconde forme de mise en oeuvre, le passage de l'une des positions à l'autre s'effectue par rotation en sens inverses des deux volets. Dans ce cas, les dimensions desdites ailes adjacentes des volets respectifs sont avantageusement choisies de manière à présenter une configuration essentiellement dissymétrique dans la première position, la plus petite dimension étant celle de l'aile du volet qui vient en rapprochement de la première entrée d'air lors du passage de la seconde à la première position. Subsidiairement, dans la première position, lesdites ailes adjacentes des deux volets peuvent venir en contact avec un appui médian fixe solidaire du boîtier, cet appui médian assurant la continuité d'un volet à l'autre dans cette première position. De préférence, les deux volets sont mécaniquement liés en rotation entre eux et aux moyens de commande du déplacement la liaison mécanique entre les volets est alors avantageusement une liaison réversible, de manière à permettre l'équilibrage des efforts respectifs subis par les deux volets. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée cidessous de deux exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue schématique montrant une configuration proposée antérieurement. La figure 2 est une vue en coupe d'un dispositif de distribution d'air selon un premier mode de réalisation de linven- tion, associé à un pulseur d'air d'une installation de chauffage-ventilation de véhicule automobile. La figure 3 est analogue à la figure 2, pour un second mode de réalisation de l'invention. La figure 4 illustre un exemple de moyen de commande synchronisée des volets, pour le mode de réalisation de la figure 3. La figure 1 illustre une configuration antérieurement proposée de dispositif de distribution d'air 10, comprenant un boîtier 12 muni d'une première entrée 14 destinée à l'admission d'air prélevé à l'extérieur et de deux entrées latérales 16, 18 situées de part et d'autre de l'entrée 14, pour l'admission d'air recirculé prélevé à l'intérieur de l'habitacle du véhicule. Le boîtier 12 comprend une sortie d'air 20 qui est disposée à l'opposé de l'entrée d'air 14 et qui communique avec une entrée axiale 22 d'un pulseur d'air 24 comportant un boîtier en forme de volute destiné à loger une turbine (non représentée). Le pulseur 24 fait partie d'une installation de chauffage-ventilation (non représentée) en elle-même connue comprenant des moyens de traitement et de distribution d'air. Dans la configuration connue illustrée sur cette figure, le boîtier loge intérieurement deux volets 26, 28 articulés autour d'axes verticaux parallèles respectifs 30,32 de manière à pivoter entre une première position -illustrée en trait plein - dans laquelle ils occultent respectivement les entrées d'air recirculé 26 et 28, et une seconde position représentée en tiretés en 34 et 36 - dans laquelle leurs bords distaux viennent se rejoindre et occulter de ce fait l'entrée d'air extérieure 14 en laissant dégagées les entrées d'air recirculé 16 et 18. Pour passer d'une position à l'autre, les deux volets 26 et 28 pivotent en sens opposés, et l'on comprendra que, par exemple pour passer de la position "air extérieur' (entrée 14 dégagée et entrées 16 et 18 occultées) à la position "air recirculé" (entrée 14 occultée et entrées 16 et 18 dégagées), les volets vont devoir vaincre la pression dynamique exercée par le flux d'air, d'où un effort important à exercer sur ces volets, effort qui croît très rapidement avec la vitesse du véhicule. En outre, une fois atteinte l'une ou l'autre des positions, il sera nécessaire d'exercer un couple de maintien pour résister à la pression statique exercée sur les volets par 1' entrée occultée. La figure 2 illustre un premier mode de réalisation de l'invention permettant de s'affranchir de ces inconvénients. La structure générale constituée des éléments référencés 10 à 24 est la même que pour les éléments homologues de la figure 1, et l'on pourra se référer à la description qui en est donnée plus haut. Cette configuration n'est cependant pas limitative, et l'invention pourrait aussi bien s'appliquer au cas d'un boîtier servant à l'admission sélective de flux d'air autres que de l'air extérieur et/ou de l'air recirculé, ou encore au cas ou c'est l'entrée centrale qui sert à l'admission d'air recirculé et les deux entrées latérales à l'admission d'air extérieur, par exemple. De façon caractéristique de l'invention, les volets 26 et 28 sont des volets de type "papillon", cest-à-dire qu'ils comportent chacun deux ailes 38, 40 et 42, 44 s'étendant de part et d'autre des axes de pivotement respectifs 30 et 32 des volets 26 et 28. Les deux ailes d'un même volet peuvent être situées dans un même plan ou bien, comme illustré, former entre elles un angle obtus. De la même façon, les ailes peuvent avoir des longueurs égales de part et d'autre de l'axe (volets symétriques), ou non (volets dissymétriques). La disposition et les dimensions des ailes des volets sont en fait dictées par la géométrie particulière des différents éléments du dispositif, notamment par celle des entrées d'air 16 et 18 La position "air recirculé" est celle illustrée en trait plein sur la figure, où l'on voit que les bords des deux ailes adjacentes 40 et 44 viennent en appui l'une contre l'autre ou bien, comme illustré, contre un appui médian commun 46 permettant d'assurer une continuité entre les deux volets 26 et 28 et occulter ainsi l'entrée d'air extérieur 14 en laissant libre les entrées d'air recirculé 16 et 18. Le passage de la position "air recirculé" à la position "air extérieur" est réalisé par rotations des deux volets, rotations qui, de façon caractéristique de ce mode de réalisation, sont opérées dans le même sens, c'est-à-dire que le volet 40 pivote dans le sens des aiguilles d'une montre (flèche 48) jusqu'à la position illustrée en tiretés en 50, et le volet 44 pivote également dans le sens des aiguilles d'une montre (flèche 52) jusqu'à la position illustrée en tiretés en 54. Dans les positions 50 et 54, les entrées d'air recirculé 16 et 18 sont totalement occultées par les volets 26 et 28, tandis que l'entrée d'air 14 est dégagée pour permettre l'admission de l'air extérieur. Ces rotations simultanées sont réalisées par exemple au moyen d'un train d'engrenages comprenant un pignon 56 solidaire du volet 26, un pignon 58 solidaire du volet 28 (ces pignons 56 et 58 sont par exemple moulés monobloc avec le volet) venant en prise avec un pignon intermédiaire 60 qui est entraîné soit par un motoréducteur, soit manuellement par exemple au moyen d'un levier 62 dont l'extrémité est déplacée par un système comprenant un câble 64 coulissant dans une gaine 66. Lorsque l'on souhaite passer de la position "air recirculé" à la position "air extérieur" on voit que l'aile 44 du volet 28 devra vaincre la pression dynamique exercée par le flux d'air extérieur, tandis que l'aile 40 du volet 26 sera au contraire sollicitée dans le sens de l'ouverture par cette même pression. Grâce au train d'engrenages formé par les pignons 56, 58 et 60 qui constituent une transmission réversible, ces deux efforts en sens opposés vont s'ajouter algébriquement, et donc se compenser, de sorte qu'il suffira d'un couple de manoeuvre minime pour déplacer les volets, même si une vitesse élevée du véhicule crée une pression dynamique extérieure importante. Le raisonnement est semblable quand il s'agit de passer de la position "air extérieur" à la position "air recirculé" : dans ce cas, c'est l'aile 40 du volet 26 qui devra vaincre la pression dynamique et l'aile 44 du volet 28 qui sera sollici tée dans le sens du déplacement. Ici encore, ces deux efforts viendront se compenser, ne nécessitant donc qu'un couple de manoeuvre très minime (simple commande manuelle ou motoréducteur à faible couple, donc à coût réduit). De même, cette compensation des efforts assurera un maintien quasi-automatique des volets dans l'une ou l'autre des positions, sans qu'il soit nécessaire de prévoir des systèmes de verrouillage ou de moyen pour exercer un couple de maintien à l'encontre de la pression statique exercée sur les ailes 40 et 44 par l'entrée d'air extérieur occultée. On notera à cet égard que, dans ce mode de réalisation, il est souhaitable que les ailes 40 et 44 aient des dimensions semblables, pour assurer une compensation optimale des efforts. Dans certains cas, il peut cependant être nécessaire de les prévoir dissemblables, par exemple lorsque les entrées d'air recirculé 16 et 18 ont des dimensions assez différentes, mais avec l'inconvénient d'un couple résistant plus important pour le passage d'une position à une autre. La figure 3 illustre un autre mode de réalisation de l'invention, dans lequel le passage de l'une à l'autre des positions est réalisé par une rotation des volets 26 et 28 non plus dans le même sens mais en sens opposés (sur la figure 3, les mêmes références numériques désignent des éléments fonctionnellement semblables aux éléments homologues de la figure 2). Dans l'exemple illustré, la configuration du volet 26 est la même que dans le cas de la figure 2, de sorte que le passage de la position "air recirculé" (illustrée en trait plein) à la position "air extérieur" (illustrée en tiretés) se fait par rotation dans le sens des aiguilles d'une montre (flèche 48) de ce volet 26. En revanche, pour le volet 28 ce passage se fait par rotation dans le sens inverse des aiguilles d'une montre (flèche 52). Pour l'équilibrage des efforts entre les deux volets, on prévoit une chaîne cinématique particulière telle que par exemple celle illustrée figure 4. Le volet 26 est solidaire d'un levier 68 entraîné par le câble 64 coulissant dans la gaine 66. Quant au volet 28, qui doit tourner en sens inverse du volet 26, on prévoit un levier 70 solidaire du volet et comportant à son extrémité une ouverture oblongue 72 servant de guidage à un pion 74 situé à l'une des extrémités d'un palonnier 76 monté pivotant autour d'un axe 78 et dont l'autre extrémité est entraînée en 80 par le câble 64. Ainsi, lorsque l'extrémité 80 est dans une position proche de la gaine 66, les volets 26 et 28 sont dans la position "air recirculé" tandis que, lorsque le point 80 s'éloigne de la gaine 66, les différents éléments de la chaîne cinématique se déplacent dans le sens indiqué par les flèches, produisant finalement une rotation en sens inverse des deux volets jusqu'à la position "air extérieur". On comprendra que cette chaîne cinématique est du type réversible, c'est-à-dire qu'elle permet la transmission d'un volet à l'autre des efforts subis par ces derniers, assurant ainsi l'équilibrage recherché. On peut ainsi s'affranchir de l'incidence de la pression statique en mode "air recirculé" et donc minimiser le couple de maintien. On minimise également l'incidence de la pression dynamique lors du passage en mode recirculation, et on peut donc, ici encore, commander les volets avec un couple moindre. Revendications 1. Dispositif de distribution d'air à volets multiples pour l'admission d'air vers une installation de chauffage-ventilation de véhicule automobile, du type comprenant : un boîtier (12) muni d'une première entrée d'air (14), notamment d'air extérieur, et d'une deuxième entrée d'air (16), notamment d'air recirculé ; deux volets (26, 28) montés à rotation autour d'axes parallèles (30, 32) à l'intérieur du boîtier pour contrôler sélectivement l'admission d'air par la première entrée d'air et la deuxième entrée d'air ; et des moyens (56-66 ; 64-80) de commande du déplacement en rotation de ces volets, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une troisième entrée d'air (18), notamment d'air recirculé, telle que la deuxième entrée d'air et la troisième entrée d'air occupent des positions angulaires respectives de part et d'autre de la première entrée d'air, en ce que les deux volets sont des volets de type papillon comportant chacun deux ailes (38, 40 ; 42, 44) s'étendant de part et d'autre d'un axe central (30, 32) formant axe de rotation du volet, ces axes étant situés de part et d'autre de la première entrée d'air et au niveau des deuxième et troisième entrées d'air en position médiane, et en ce que ces volets sont déplaçables entre - une première position où les ailes adjacentes respectives (40, 44) des deux volets obturent conjointement la première entrée d'air et laissent libre l'admission d'air par les deuxième et troisième entrées d'air, respectivement, et - une seconde position où les ailes (40, 44) qui étaient adjacentes dans la première position sont disposées en éloignement relatif en laissant libre entre elles l'admission d'air par la première entrée d'air et en obturant respectivement les deuxième et troisième entrées d'air. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le passage de l'une à l'autre des positions s'effectue par rotation dans le même sens des deux volets. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel les dimensions desdites ailes adjacentes des volets respectifs sont choisies de manière à présenter une configuration sensiblement symétrique dans la première position. 4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le passage de l'une des positions à l'autre s'effectue par rotation en sens inverses des deux volets. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les dimensions desdites ailes adjacentes des volets respectifs sont choisies de manière à présenter une configuration essentiellement dissymétrique dans la première position, la plus petite dimension étant celle de l'aile du volet qui vient en rapprochement de la première entrée d'air lors du passage de la seconde à la première position. 6. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel, dans la première position, lesdites ailes adjacentes des deux volets viennent en contact avec un appui médian fixe (46) solidaire du boîtier, cet appui médian assurant la continuité d'un volet à l'autre dans cette première position. 7. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les deux volets sont mécaniquement liés en rotation entre eux et aux moyens de commande du déplacement. 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel la liaison mécanique entre les volets est une liaison réversible, de manière à permettre l'équilibrage des efforts respectifs subis par les deux volets.