Brevet FR2764666A1 — publié le 19981218

Appareil de chauffage et/ou de climatisation comportant un dispositif de distribution d'air pour l'habitacle d'un véhicule L'invention concerne un appareil de chauffage et/ou de climatisation comportant un dispositif de distribution d'air pour l'habitacle d'un véhicule. Elle concerne plus particulièrement un appareil de chauffage et/ou de climatisation comportant un dispositif de distribution d'air du type comprenant une chambre de sortie propre à être alimentée en air traité, trois sorties d'air débouchant dans l'habitacle et communiquant avec la chambre de sortie, trois volets de distribution d'air montés pivotants et propres à contrôler respectivement les trois sorties d'air, et des moyens de commande propres à déplacer les volets de manière coordonnée pour les amener en des positions choisies. On connaît déjà des dispositifs de ce type dans lesquels les trois sorties d'air comprennent une sortie dégivrage propre à assurer principalement le dégivrage/désembuage du parebrise, une sortie d'aération propre à envoyer un flux d'air au travers d'une ou plusieurs buses prévues sur la planche de bord du véhicule, et une sortie pieds propre à envoyer un flux d'air vers la partie inférieure de l'habitacle, c'est-àdire vers les pieds des occupants de l'habitacle. Dans les dispositifs connus de ce type, les trois volets précités comprennent un volet dégivrage, un volet aération et un volet pieds actionnés de manière coordonnée par des moyens de commande comprenant le plus souvent des mécanismes à engrenages agissant sur les volets. Pour cela, on prévoit généralement des secteurs angulaires dentés qui engrènent avec des pignons dentés calés sur les axes de rotation respectifs des volets. Ces moyens de commande connus ont pour principal inconvénient de présenter une structure complexe et encombrante. En outre, compte tenu des dispersions de fabrication, les composants de ces dispositifs connus ont des tolérances de fabrication élevées pouvant atteindre des valeurs de l'ordre de +1 mm, ce qui peut conduire, soit à un désengagement des dents d'un secteur denté et d'un pignon, soit encore à un jeu préjudiciable à un bon fonctionnement du dispositif. L'invention a notamment pour but de surmonter les inconvénients précités. Elle propose à cet effet un appareil de chauffage et/ou de climatisation comportant un dispositif de distribution du type défini en introduction, dans lequel les moyens de commande des volets comprennent un actionneur rotatif monobloc propre à être entraîné en rotation autour d'un axe parallèle aux axes de rotation des volets, cet actionneur rotatif comportant trois secteurs dentés propres à engrener respectivement avec trois pignons dentés solidaires respectivement des trois volets. Ainsi, la commande en rotation des trois volets s'effectue par l'intermédiaire d'un organe unique, à savoir un actionneur rotatif, qui présente trois secteurs dentés engrenant respectivement avec trois pignons dentés calés sur les axes respectifs des volets. Il en résulte notamment une simplification de la structure, une diminution de l'encombrement et une amélioration de la fiabilité de fonctionnement. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, les trois sorties d'air comprennent une sortie dégivrage, une sortie d'aération et une sortie pieds, tandis que les trois volets comprennent un volet dégivrage, un volet aération et un volet pieds. De façon avantageuse, les trois secteurs dentés sont décalés angulairement par rapport à l'axe de rotation de l'actionneur rotatif. Bien que ces trois secteurs dentés puissent être situés sensiblement dans un même plan, il est préférable que deux au moins de ces trois secteurs soient situés dans des plans parallèles décalés dans la direction de l'axe de rotation de l'actionneur rotatif. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'actionneur rotatif est propre à pivoter suivant un débattement angulaire limité et l'un des secteurs dentés comporte une denture partielle propre à engrener avec le pignon du volet correspondant pour une partie du débattement angulaire de l'organe rotatif. Ceci permet de procurer ce que l'on appelle une "cinématique à échappement", dans laquelle le volet en question n'est pas entraîné par le pignon lorsque la denture partielle du secteur denté et le pignon dudit volet ne sont pas en prise. En pareil cas, on prévoit avantageusement que l'actionneur rotatif comporte une came propre à coopérer avec le volet précité pour une autre partie du débattement angulaire de l'actionneur rotatif. La came précitée comporte avantageusement une voie de came formée dans l'organe rotatif et propre à servir de guidage à un pion solidaire du volet précité. Ainsi, lorsque le secteur denté et le pignon ne sont pas en prise, le mouvement ou l'absence de mouvement du volet est imposé par la came. Avantageusement, le secteur denté à denture partielle est propre à commander le pivotement d'un volet aération contrôlant une sortie aération. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'actionneur rotatif est propre à amener les volets dans au moins cinq positions différentes comprenant une position dégivrage, une position dégivrage-pieds, une position pieds, une position aération-pieds et une position aération. De préférence, chacun des trois secteurs dentés est du type à denture souple de manière à engrener sous contrainte avec le pignon associé. Cela permet de compenser les variations dimensionnelles dues aux tolérances de fabrication et en même temps de supprimer les jeux de fonctionnement. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, chacun des trois pignons est du type à denture souple de manière à engrener sous contrainte avec le secteur denté qui lui est associé. De préférence, l'actionneur rotatif comporte un bras radial susceptible d'être actionné par une commande à distance. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue en coupe transversale d'un dispositif de distribution d'air selon l'invention; - la figure 2 est une vue de côté de l'actionneur du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue partielle en perspective du volet de dégivrage du dispositif de la figure 1 et du pignon qui lui est associé; et - la figure 4 est une vue d'extrémité du pignon du volet de dégivrage de la figure 3. On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un boîtier 10 faisant partie d'un appareil de chauffage/climatisation de l'habitacle H d'un véhicule automobile. Le boîtier 10 comprend une entrée d'air froid 12 et une entrée d'air chaud 14 qui alimentent une chambre de sortie 16, encore appelée chambre de mixage. Cette dernière reçoit un air traité, c'est-à-dire un air dont la température peut être ajustée en réglant la proportion entre un flux d'air froid F1 provenant de l'entrée d'air froid 12 et un flux d'air froid F2 provenant de l'entrée d'air chaud 14, grâce à un volet de mixage 18 du type papillon qui peut pivoter autour d'un axe 20 de manière en soi connue. Le boîtier 10 comporte en outre une sortie dégivrage 22 propre à assurer le dégivrage/désembuage du pare-brise (non représenté) du véhicule, une sortie aération 24 propre à envoyer un flux d'air traité au travers d'une ou plusieurs buses d'aération prévues sur la planche de bord (non représentée) du véhicule et une sortie inférieure 26, encore appelée sortie pieds, débouchant vers le bas de l'habitacle H pour envoyer de l'air traité dans la région des pieds des occupants du véhicule. La sortie dégivrage 22 est contrôlée par un volet de dégivrage 28 du type papillon monté pivotant autour d'un axe 30. La sortie aération 24 est contrôlée par un volet aération 32, également du type papillon, monté pivotant autour d'un axe 34. La sortie pieds 26 est contrôlée par un volet pieds 36, lui aussi du type papillon, monté pivotant autour d'un axe 38. Les axes 30, 34 et 38 sont parallèles entre eux et parallèles à l'axe de rotation 20 du volet de mixage 18. Sur les axes respectifs 30, 34 et 38 sont calés des pignons dentés respectivement 40, 42 et 44. Le terme "pignon denté" entend désigner ici aussi bien un engrenage possédant des dents sur toute sa périphérie, qu'un engrenage possédant des dents sur une partie de sa périphérie. Les volets 40, 42 et 44 sont propres à être entraînés en rotation, de manière coordonnée, par l'intermédiaire d'un actionneur rotatif 46 (figures 1 et 2) monté à rotation autour d'un axe 48, et qui sera décrit plus loin. Les volets peuvent assumer cinq positions différentes - une position P1, dite "position dégivrage", telle que représentée en trait plein sur la figure 1, dans laquelle le volet dégivrage 28 est en position ouverte, alors que le volet d'aération 32 et le volet pieds 36 sont en position fermée - Une position P2, dite "position dégivrage-pieds", dans laquelle le volet de dégivrage 28 est en position ouverte, le volet aération 32 est en position fermée, et le volet pieds 36 est en position ouverte; - une position P3, dite "position pieds", dans laquelle le volet de dégivrage 28 et le volet aération 32 sont tous deux en position fermée, tandis que le volet pieds 36 est en position ouverte; - une position P4, dite "position aération-pieds", dans laquelle le volet de dégivrage 28 est en position fermée, tandis que le volet aération 32 et le volet pieds 36 sont tous deux en position ouverte; et - une position P5, dite "position aération", dans laquelle le volet dégivrage 28 et le volet pieds 36 sont tous deux en position fermée, tandis que le volet aération 32 est en position ouverte. Dans la position dégivrage (P1) représentée à la figure 1, seul un flux d'air F3 à température réglée s'échappe par la sortie dégivrage 22. On décrira maintenant la structure de l'actionneur 46 en référence particulière à la figure 2. L'actionneur 46 est propre à être entraîné en rotation autour de l'axe 48, lequel s'étend parallèlement aux axes 20, 30, 34 et 38. L'actionneur 46 est réalisé d'une seule pièce, avantageusement par moulage d'une matière plastique telle que du polypropylène chargé de talc. L'actionneur 46 comporte un levier radial 50 qui s'étend radialement à partir de l'axe 48 et qui comporte une extrémité 52 sur laquelle peut être articulée l'extrémité d'un câble (non représenté) faisant partie d'une commande à distance. L'actionneur 46 peut ainsi pivoter autour de l'axe 48 entre deux positions extrêmes avec un intervalle angulaire A qui, dans l'exemple, est de l'ordre de 30 . L'actionneur 46 comprend un premier secteur denté 54 muni d'une denture souple 56 propre à engrener, sous contrainte, avec le pignon denté 40 du volet de dégivrage. Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 2, la denture souple 56 est réalisée sous la forme d'une bande étroite 58 reliée au corps 60 du secteur denté par l'intermédiaire de deux parties de raccordement 62 de forme générale semicirculaire. En outre, la bande 58 est munie d'une pluralité de dents 64 espacées les unes des autres. La bande 58 est propre à exercer une contrainte radiale sur le pignon 40 dans le sens indiqué par les flèches F4. Par suite, sous l'action de réaction exercée par le pignon, la bande 58 tend à se déformer et à s'ovaliser, si bien qu'un rattrapage de jeu est toujours réalisé et permet de tenir compte des variations inévitables de la valeur de l'entraxe (entre les axes 30 et 48) du fait des dispersions de fabrication. L'actionneur 46 comprend en outre un deuxième secteur denté 66 qui est décalé angulairement et axialement par rapport au secteur denté 54. Le deuxième secteur denté 66 est réalisé de façon analogue au secteur denté 54 mais possède un rayon plus faible. Ce secteur denté 66 possède une denture partielle 68, également de structure souple, qui est propre à coopérer avec le pignon denté 42 du volet d'aération 32, seulement sur une partie de l'intervalle angulaire A de débattement de l'actionneur. Lorsque la denture 68 engrène avec le pignon 42, le volet d'aération 32 est entraîné en rotation. Par contre, lorsque la denture 68 et le pignon 42 sont désengrenés, le volet est maintenu en position fixe grâce à un mécanisme à échappement, de structure en soi connue. Pour cela, l'actionneur 46 comporte un secteur angulaire 70 non denté qui est décalé axialement par rapport au secteur denté 66. Ce secteur 70 comporte une voie de came 72 dans laquelle peut se déplacer un pion 74 solidaire du volet d'aération 32 et situé à distance de l'axe de rotation 34 dudit volet. La voie de came 72 comporte une première partie 76 qui a sensiblement la forme d'un arc de cercle centré sur l'axe de rotation 48 et une deuxième partie 78 qui constitue un mécanisme à échappement et dans laquelle le pion se déplace, lorsque la denture 68 engrène avec le pignon 42. Lorsque le volet est dans la position P1 (position dégivrage), le pion 74 (représenté en trait plein) se trouve dans la première partie 76 de la voie de came qui maintient le volet d'aération 32 dans sa position de fermeture. Lorsque l'actionneur pivote dans le sens anti-horaire vers la position P2 puis vers la position P3, le pion se déplace dans la première partie 76 de la voie de came, si bien que le volet d'aération reste toujours dans sa position de fermeture. Ensuite, lorsque l'actionneur pivote davantage, toujours dans la direction anti-horaire, pour parvenir successivement aux positions P4 et P5, la denture 68 du secteur denté 66 vient engrener avec le pignon 42 du volet d'aération, si bien que ce dernier est entraîné en rotation pour venir en position d'ouverture. Pendant ce mouvement, le pion 74 est passif et se déplace dans la deuxième partie 78 de la voie de came 72 pour arriver à la position 74' représentée en trait interrompu. L'actionneur 46 comporte en outre un troisième secteur denté 80 possédant une denture souple 82 propre à coopérer à engrènement avec le pignon 44 solidaire du volet pieds 36. Le secteur denté 80 est décalé angulairement et éventuellement axialement par rapport aux deux autres secteurs dentés. Dans l'exemple, le secteur denté 80 a sensiblement le même rayon que le secteur denté 54 et les pignons 40 et 44 ont sensiblement le même rayon. Il s'ensuit que, lorsque l'actionneur pivote d'un certain angle, le volet dégivrage 28 et le volet pieds 36 pivotent sensiblement d'un même angle, alors que le volet aération 32 pivote d'un angle plus faible. On se réfère maintenant aux figures 3 et 4 pour décrire plus particulièrement la structure du pignon 40 du volet de dégivrage 28. Le volet de dégivrage 28 est un volet papillon comprenant deux ailes 84 et 86 situées de part et d'autre de l'axe 30 dudit volet. Le pignon denté 40 est réalisé d'une seule pièce avec le volet 28. I1 comprend une denture souple 88 à déformation radiale qui s'étend sur un intervalle angulaire donné B (figure 5) dans l'exemple voisin de 200 . La denture souple 88 a une forme en arc de cercle centrée sur l'axe de rotation 30 du volet 28. Cette denture souple est déformable radialement et est susceptible d'être entraînée en rotation sous contrainte par la denture souple 56 du premier secteur denté 54. Ainsi, la denture souple 88 du pignon denté 40 a tendance à être déformée radialement vers l'intérieur et à s'ovaliser, ce qui permet de procurer un rattrapage de jeu. La denture souple 88 est réalisée sous la forme d'une bande étroite en forme d'arc de cercle s'étendant sur l'intervalle angulaire B et munie de dents externes 90. La denture souple 88 est formée d'une seule pièce avec le volet 28 et se rattache aux ailes 84 et 86 de ce dernier par l'intermédiaire d'un corps de pignon 92 de forme cylindrique circulaire, centré sur l'axe 30. La denture 88 est séparée du corps cylindrique 92, dans la direction axiale, par une découpe 94 en forme d'arc de cercle (figure 4) qui s'étend également sur l'intervalle angulaire B. Le corps 92 forme en même temps une portée cylindrique propre à être reçue dans un palier (non représenté) pour permettre le pivotement du volet 28. La denture 88 se rattache au corps cylindrique 82 par deux épaulements ou ressauts 96 et 98 situés aux deux extrémités de la denture 88. Ces deux extrémités de la denture sont également reliées entre elles par deux rayons 100 et 102 se rejoignant au niveau de l'axe de rotation 30 du volet. Ainsi, la denture 88 du pignon denté 40 possède une souplesse qui lui permet de se déformer de manière généralement radiale et de s'engrener sous contrainte avec le secteur denté 54. Il en résulte que le secteur denté 54 et le pignon 40 sont toujours engrenés, légèrement en force, malgré les tolérances de fabrication, ce qui permet de procurer un rattrapage de jeu et d'assurer un engrènement parfait en toutes circonstances. I1 est à noter que les pignons 42 et 44 sont réalisés de manière similaire pour procurer, eux aussi, un rattrapage de jeu avec les secteurs dentés correspondants. Dans tous les cas, le pignon est réalisé d'une seule pièce avec le volet correspondant, ce qui permet de simplifier la fabrication. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite précédemment à titre d'exemple et s'étend à d'autres variantes. En particulier, la structure des sorties d'air et leurs positions respectives, ainsi que celles des volets correspondants, sont susceptibles de nombreuses variantes. Revendications 1. Appareil de chauffage et/ou de climatisation comportant un dispositif de distribution d'air pour l'habitacle d'un véhicule, comprenant une chambre de sortie (16) propre à être alimentée en air traité, trois sorties d'air (22, 24, 26) débouchant dans l'habitacle (H) et communiquant avec la chambre de sortie, trois volets de distribution d'air (28, 32, 36) montés pivotants et propres à contrôler respectivement les trois sorties d'air, et des moyens de commande (46) propres à déplacer les volets de manière coordonnée pour les amener en des positions choisies (P1-P5), caractérisé en ce que les moyens de commande des volets comprennent un actionneur rotatif monobloc (46) propre à être entraîné en rotation autour d'un axe (48) parallèle aux axes de rotation des volets, cet actionneur rotatif comportant trois secteurs dentés (54, 66, 80) propres à engrener respectivement avec trois pignons dentés (40, 42, 44) solidaires respectivement des trois volets. 2. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que les trois sorties d'air comprennent une sortie dégivrage (22), une sortie d'aération (24), et une sortie pieds (26), et en ce que les trois volets comprennent un volet dégivrage (28), un volet aération (32) et un volet pieds (36). 3. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les trois secteurs dentés (54, 66, 80) sont décalés angulairement par rapport à l'axe de rotation (48) de l'actionneur rotatif (46). 4. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que deux au moins des trois secteurs dentés (54, 66, 80) sont situés dans des plans parallèles décalés dans la direction de l'axe de rotation (48) de l'actionneur rotatif (46). 5. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'actionneur rotatif (46) est propre à pivoter suivant un débattement angulaire limité (A) et en ce que l'un des secteurs dentés (66) comporte une denture partielle (68) propre à engrener avec le pignon (42) du volet correspondant (32) pour une partie du débattement angulaire de l'actionneur rotatif. 6. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'actionneur rotatif (46) comporte une came (72) propre à coopérer avec le volet précité (32) pour une autre partie du débattement angulaire (A) de l'actionneur rotatif. 7. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que la came comporte une voie de came (72) formée dans l'actionneur rotatif et propre à servir de guidage à un pion (74) solidaire du volet précité. 8. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le secteur denté (66) à denture partielle (68) est propre à commander le pivotement d'un volet aération (32) contrôlant une sortie aération (24). 9. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que l'actionneur rotatif (46) est propre à amener les volets dans au moins cinq positions comprenant une position dégivrage (P1), une position dégivrage-pieds (P2), une position pieds (P3), une position aération-pieds (P4) et une position aération (P5). 10. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chacun des trois secteurs dentés (54, 66, 80) est du type à denture souple de manière à engrener sous contrainte avec le pignon associé. 11. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chacun des trois pignons (40, 42, 44) est du type à denture souple de manière à engrener sous contrainte avec le secteur denté associé. 12. Appareil de chauffage et/ou de climatisation selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'actionneur rotatif (46) comporte un bras radial (50) susceptible d'être actionné par une commande à distance.