Brevet FR2764547A1 — publié le 19981218

Appareil de chauffaae et/ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule comportant au moins un volet L'invention concerne un appareil de chauffage et/ou de climatisation de l'habitacle d'un véhicule comportant au moins un volet. Elle concerne plus particulièrement un volet comprenant au moins une aile propre à pivoter autour d'un axe pour contrôler un flux d'air, tel que le flux d'air dirigé vers une sortie d'air débouchant dans l'habitacle, ainsi qu'un pignon denté coaxial propre à être entraîné en rotation. On connaît déjà des volets qui sont utilisés pour des dispositifs de distribution d'air. En général, un tel dispositif de distribution comprend 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. Dans la plupart des dispositifs de ce type, les trois sorties d'air comprennent une sortie dégivrage propre à assurer principalement le dégivrage/désembuage du pare-brise, 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-à-dire vers les pieds des occupants de l'habitacle. Les trois volets précités comprennent alors 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. Dans les volets de distribution d'air du type précité, le pignon denté est habituellement rapporté sur l'axe de rotation du volet de manière à engrener avec un secteur denté propre à être entraîné en rotation par les moyens de commande du dispositif de distribution d'air. Toutefois, 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 du type défini en introduction, dans lequel le pignon denté comporte une denture souple à déformation radiale qui s'étend sur un intervalle angulaire donné par rapport à l'axe de rotation du volet et qui est propre à être entraîné sous contrainte par un secteur denté pour procurer un rattrapage de jeu. Ainsi, l'entraînement en rotation du volet s'effectue par l'intermédiaire d'un pignon denté comportant une denture souple à déformation radiale, ce qui permet de procurer un rattrapage de jeu et de tenir compte des dispersions de fabrication. De cette manière, le pignon denté et le secteur denté sont toujours parfaitement engrenés, quelle que soit la valeur de l'entraxe, et l'entraînement du pignon denté s'effectue sans jeu par le secteur denté. De façon avantageuse, le pignon denté à denture souple est formé d'une seule pièce avec le volet. De façon préférentielle, le volet est formé en une matière plastique, par exemple en polypropylène. Selon une autre caractéristique de l'invention, la denture souple comporte une bande étroite en forme d'arc de cercle, qui s'étend sur ledit intervalle angulaire, cette bande étroite étant munie de dents externes et étant rattachée à un corps du pignon. La bande étroite est avantageusement séparée du corps du pignon par une découpe en arc de cercle. Selon une autre caractéristique de l'invention, le corps de pignon est de forme cylindrique circulaire pour former une portée cylindrique servant au pivotement du volet. La bande étroite précitée est avantageusement reliée à ses deux extrémités par deux rayons aboutissant à l'axe de rotation. De préférence, le volet est du type papillon et comporte deux ailes situées de part et d'autre de l'axe de rotation. 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 équipé de trois volets 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 d'un volet de distribution d'air, à savoir 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. I1 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. I1 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 de la denture souple du pignon denté est susceptible de nombreuses variantes. Revendications 1. Appareil de chauffage et/ou de climatisation de l'habi- tacle d'un véhicule comportant au moins un volet, ledit volet comprenant au moins une aile propre à pivoter autour d'un axe pour contrôler un flux d'air, ainsi qu'un pignon denté coaxial propre à être entraîné en rotation, caractérisé en ce que le pignon denté (40) comporte une denture souple (88) à déformation radiale qui s'étend sur un intervalle angulaire donné (B) par rapport à l'axe de rotation (30) du volet (38) et qui est propre à être entraîné sous contrainte par un secteur denté (54) pour procurer un rattrapage de jeu. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pignon denté (40) à denture souple (88) est formé d'une seule pièce avec le volet (28). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que le volet est formé en une matière plastique, par exemple du polypropylène. 4. Appareil selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la denture souple (88) comporte une bande étroite en forme d'arc de cercle qui s'étend sur ledit intervalle angulaire (B), cette bande étroite étant munie de dents externes (90) et étant rattachée à un corps (92) du pignon. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la bande étroite est séparée du corps (92) du pignon par une découpe en arc de cercle (94). 6. Appareil selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que le corps de pignon (92) est de forme cylindrique circulaire pour former une portée cylindrique servant au pivotement du volet. 7. Appareil selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que la bande étroite est reliée à ses deux extrémités par deux rayons (100, 102) aboutissant à l'axe de rotation du volet. 8. Appareil selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le volet (28) est de type papillon et comporte deux ailes (84, 86) situées de part et d'autre de l'axe de rotation (30).