Brevet FR2762078A1 — publié le 19981016

Dispositif à volets pivotants pour le réglage d'un flux d'air. en particulier pour un échangeur de chaleur de véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de réglage d'un flux d'air, en particulier pour un échangeur de chaleur de véhicule automobile. Le dispositif de l'invention est du type comprenant une multiplicité de volets montés pivotants autour d'axes parallèles par rapport à un bâti, ainsi qu'une tringle de commande reliée aux volets par des articulations, ladite tringle de commande étant déplaçable en translation dans une direction orthogonale aux axes des volets pour faire pivoter les volets entre une position d'ouverture et une position de fermeture. On connait déjà, en particulier par le Brevet allemand No 3 420 419, un dispositif de ce type qui est destiné à régler un flux d'air traversant un échangeur de chaleur, tel qu'un radiateur de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. Les volets pivotants sont placés, soit devant, soit derrière le radiateur, lequel est lui-même placé du côté de la face avant du véhicule automobile pour pouvoir être traversé par le flux d'air créé par la vitesse du véhicule automobile et/ou par un ou plusieurs groupes moto-ventilateurs associés au radiateur de refroidissement. La tringle de commande est elle-même reliée à un moyen d'actionnement, par exemple à un vérin, pour faire pivoter en synchronisme les volets entre la position d'ouverture et la position de fermeture. On peut ainsi régler le flux d'air qui traverse l'échangeur de chaleur, en fonction de paramètres donnés. C'est ainsi que l'on peut fermer complètement les volets pour améliorer la montée en température du moteur et réduire les émissions de bruit vers l'extérieur, ou au contraire ouvrir complètement les volets pour favoriser l'échange de chaleur et par conséquent le refroidissement du moteur. Dans la position d'ouverture, ou position neutre, l'axe du profil de chacun des volets doit être perpendiculaire au faisceau de l'échangeur de chaleur, autrement dit parallèle à la direction d'écoulement du flux d'air, pour permettre un débit d'air maximal. Toutefois, il est pratiquement impossible de s'assurer que, dans cette position d'ouverture, les axes des profils des volets fassent chacun un angle droit avec le faisceau du radiateur. En effet, compte tenu des jeux de fonctionnement induits notamment par les articulations des volets et compte tenu de leurs tolérances de fabrication, il s'avère impossible d'assurer une parfaite tenue de la valeur de l'angle formé par l'axe des profils des volets. Il en résulte alors des pertes de charge puisque les axes des profils des volets ne peuvent être tenus dans une direction parallèle à la direc- tion d'écoulement du flux d'air, si bien que ces volets ont tendance à prendre alors des positions aléatoires. Une telle position aléatoire peut conduire, dans le cas d'une orientation des volets inférieure à l'ouverture neutre, à un effet d'auto-fermeture des volets lorsque la vitesse d'écou- lement du flux d'air atteint une valeur élevée, typiquement de l'ordre de 9 mètres/seconde. L'invention a essentiellement pour but de surmonter les inconvénients précités. C'est en particulier un but de l'invention de procurer un dispositif à volets pivotants du type précité, dans lequel les volets peuvent être parfaitement maintenus en position d'ouverture, de manière à minimiser les pertes de charge et à empêcher un effet d'auto-fermeture des volets, pour une grande vitesse d'écoulement du flux d'air. L'invention propose à cet effet un dispositif du type défini en introduction, dans lequel la tringle de commande comporte des butées situées respectivement à proximité des articula- tions et propres à venir chacune en appui forcé contre un volet lorsque la tringle de commande est déplacée en transla- tion vers une position extrême en laquelle les volets sont en position d'ouverture. Ainsi, lorsque la tringle de commande est déplacée vers cette position extrême, les volets viennent en appui forcé contre des butées mécaniques, ce qui permet de maîtriser l'angle d'ouverture de chacun des volets. De plus, l'écoulement de l'air au travers du dispositif tend à plaquer les volets contre leurs butées respectives, et non pas à les en éloigner. Ainsi, plus la vitesse d'écoulement de l'air est élevée, plus les volets sont plaqués contre leurs butées respectives. Ceci permet donc de maîtriser la perte de charge des volets en position d'ouverture et d'éliminer tout risque d'auto- fermeture des volets. Avantageusement, l'appui forcé d'une butée contre le volet correspondant est obtenu lors du déplacement en translation de la tringle de commande sur une course finale limitée qui aboutit à la position extrême. Cette course finale limitée permet de déplacer les volets légèrement au-delà de la position d'ouverture, ou position neutre, pour obtenir l'effet de butée. Dans une forme de réalisation de l'invention, chaque butée comprend un bord de butée faisant partie d'une saillie latérale de la tringle de commande. De préférence, ce bord de butée s'étend suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale de la tringle de commande. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacune des saillies latérales de la tringle de commande porte une articulation pour le volet correspondant. Chaque articulation comporte de préférence un pion porté par la tringle et propre à s'engager dans une chape que comporte le volet correspondant. Ceci contribue à un montage aisé du dispositif. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la tringle de commande comporte, à l'une au moins de ses extrémités, une voie de came propre à recevoir un pion solidaire du bâti, en sorte que, dans la position extrême correspondant à l'ouverture des volets, le pion est en butée contre une extrémité de la voie de came. De préférence, le pion est propre à venir en butée contre une autre extrémité de la voie de came lorsque la tringle de commande est dans une autre position extrême correspondant à la fermeture des volets. Ainsi, grâce à cette voie de came, on réalise une bonne tenue des volets, non seulement dans la position d'ouverture, mais aussi dans la position de fermeture. Cette voie de came comprend de préférence une lumière formée dans l'épaisseur de la tringle de commande. Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels: - la figure i est une vue schématique partielle, en coupe longitudinale, du compartiment moteur d'un véhicule automobi- le, dans lequel sont logés deux échangeurs de chaleur et un dispositif de réglage selon l'invention; - la figure 2 est une vue de face du dispositif de réglage de la figure 1; - la figure 3 est une vue en coupe partielle, à échelle agrandie, selon la ligne III-III de la figure 2, dans laquelle les volets sont représentés en position d'ouverture (en trait plein) et en position de fermeture (en trait interrompu); - la figure 4 est une vue d'extrémité d'un volet; - la figure 5 est une vue en perspective partielle de la tringle de commande et d'un volet en position d'ouverture; et - la figure 6 est une autre vue en perspective de la tringle de commande et de deux volets en position d'ouverture. On se réfère tout d'abord à la figure i qui représente un compartiment moteur 10 d'un véhicule automobile, limité en partie supérieure par un capot 12, en partie inférieure par un écran acoustique 14 et en partie postérieure par un tablier 16. Le tablier 16 est destiné à séparer le comparti- ment moteur 10 de l'habitacle (non représenté) du véhicule automobile. Le compartiment moteur 10 comporte, du côté antérieur, une entrée d'air 18 propre à acheminer un flux d'air F devant traverser successivement deux échangeurs de chaleur, à savoir un condenseur 20 faisant partie d'une installation de climatisation et un radiateur 22 servant au refroidissement du moteur M logé dans le compartiment moteur 10. Le flux d'air peut en outre être mis en mouvement par un groupe moto- ventilateur 24. Derrière le radiateur de refroidissement 22 est placé un dispositif de réglage 26, réalisé selon l'invention, servant à régler le débit du flux d'air traversant successivement les échangeurs de chaleur 20 et 22. Le dispositif 26 (figure 2) comprend un bâti 28, réalisé sous la forme d'un cadre rectangulaire, comprenant deux montants verticaux 30 et 32 et deux traverses horizontales 34 et 36. Les traverses 34 et 36 sont propres à être fixées à la struc- ture du véhicule automobile, ou directement sur le radiateur, respectivement par deux pattes 38 et par deux pattes 40. Le dispositif 26 comporte en outre une multiplicité de volets 42 réalisés sous la forme de lamelles oblongues disposées entre les montants 30 et 32 et les traverses 34 et 36. Les volets 42 sont propres à pivoter en synchronisme autour d'axes respectifs 44 (figures 3 et 4) qui s'étendent paral- lèlement entre eux et parallèlement aux montants 30 et 32. Le pivotement des volets est commandé par une tringle 46 (figures 2, 3, 5 et 6) qui est articulée à chacun des volets 44 et qui est propre à être déplacée en translation dans une direction généralement orthogonale aux axes 44 des volets. Ainsi, ces volets peuvent pivoter d'environ un quart de tour entre une position d'ouverture (représentée en trait plein sur la figure 3) et une position de fermeture (représentée en trait interrompu sur la figure 3) en passant par une multi- plicité de positions intermédiaires, pour permettre de régler le flux d'air traversant les échangeurs de chaleur 20 et 22. Chacun des volets 42 est réalisé sous la forme d'une lamelle comportant deux ailes 48 et 50 qui s'étendent symétriquement de part et d'autre de l'axe 44 et dont l'une se termine par un bord longitudinal 52 avec un profil en forme de bec et l'autre par un bord longitudinal 54 avec un profil en creux, ayant une forme complémentaire de celle du profil en forme de bec (figure 4). Ainsi, lorsque les volets sont en position de fermeture (figure 3), un bord 52 d'un volet vient se loger dans un bord 54 d'un volet adjacent, ce qui permet d'assurer une jonction entre les volets. Dans cette position de fermeture, le volet extrême vient en appui contre une nervure 56 du montant 32. Chacun des volets 42 possède un profil ayant un axe A (figure 4) coupant l'axe de pivotement 44 et passant par les bords 52 et 54 du volet. Dans la position de fermeture (figure 3) les axes respectifs A des volets sont pratiquement parallèles au plan du fais- ceau 58 du radiateur 22, c'est-à-dire pratiquement perpendi- culaires à la direction d'écoulement F du flux d'air. Dans la position d'ouverture, les axes A sont, au contraire, pratiquement perpendiculaires au plan du faisceau 58 du radiateur et donc pratiquement parallèles à la direction d'écoulement F du flux d'air. La tringle de commande 46 comporte une multiplicité de saillies latérales 60 (figures 3, 5 et 6) qui s'étendent d'un même côté de la tringle et qui sont espacées deux à deux d'une distance correspondant à l'entraxe des volets. Chacune des saillies 60 constitue une protubérance formant une dent de forme sensiblement rectangulaire. Les saillies 60 portent respectivement des pions cylindriques 62 ayant des axes respectifs 64 parallèles entre eux et parallèles aux axes de pivotement des volets. Chacun des pions 62 traverse la saillie correspondante de part en part et présente ainsi deux parties qui s'étendent respectivement de part et d'autre de la saillie 60, comme on peut le voir sur la figure 6. Ces deux parties sont propres à s'engager dans une chape dou- ble 66 (figure 6) qui forme partie intégrante du volet. Chacune des chapes 66 est venue de moulage avec le volet 42 et définit ainsi une fente ouverte 68 (figure 4) qui est propre à recevoir un pion 62 lors du montage du dispositif. Chacune des saillies 60 comporte un bord de butée 70 prévu sur un de ses côtés et s'étendant suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale de la tringle (figure 5). La tringle de commande 46 peut être déplacée en translation, soit dans la direction de la flèche F1 pour amener les volets en position d'ouverture, soit dans la direction opposée de la flèche F2 pour amener les volets dans la position de ferme- ture (figure 3). Lorsque la tringle est amenée dans une posi- tion extrême par déplacement dans la direction de la flèche F1, chacun des bords de butée 70 vient en appui forcé contre le volet 42 correspondant et, plus particulièrement, contre la face 72 de l'aile 50 qui porte la chape 66 (figure 4), à distance de l'axe 44. Du fait de cet appui forcé, les volets sont maintenus en position d'ouverture, en maîtrisant l'angle formé par l'axe A du profil du volet et le plan du faisceau 58 du radiateur 22. Il est possible ainsi de faire en sorte que cet angle soit égal o légèrement supérieur à 90 , ce qui minimise les pertes de charge. En outre, du fait de cet appui en force, l'écoulement de l'air suivant la direction de la flèche F a tendance à plaquer chaque volet contre la butée correspondan- te, ce qui empêche tout risque d'auto-fermeture. Il est important que la tringle de commande 46 puisse être amenée et maintenue dans une position extrême en laquelle chacun des volets est en appui forcé contre la butée corres- pondante. Pour cela, le montant 32 (figure 3) comporte une patte transversale 74 dont dépend un pion 76 propre à coopérer avec une voie de came 78 ménagée à une extrémité 80 de la tringle de commande. La voie de came est réalisée sous la forme d'une lumière dans l'épaisseur de l'extrémité 80 de la tringle. Cette voie de came comporte tout d'abord une piste 82 en forme d'arc de cercle qui est parcourue par le pion 76 lorsque les volets pivotent de la position d'ouverture à la position de ferme- ture ou inversement. Cette piste en arc de cercle correspond à une rotation d'une fraction de tour, dans l'exemple d'environ un quart de tour. La piste 82 en arc de cercle est prolongée par une piste rectiligne 84 qui correspond à une translation du pion 76 sur une course limitée. La voie de came 78 comporte deux extrémités: une extrémité 86 qui termine la piste 82 en forme d'arc de cercle et une extrémité 88 qui termine la piste rectiligne 84. Les extrémités 86 et 88 correspondent aux deux positions extrêmes de la tringle de commande, respectivement pour la position d'ouverture et la position de fermeture des volets. Lorsque la tringle 46 est déplacée complètement dans la direction de la flèche F1, le pion 76 vient en butée contre l'extrémité 86 de la voie de came 78. En fait, la position d'ouverture est obtenue avant que le pion 76 parvienne en butée contre l'extrémité 86 de la voie de came 78. En effet, il faut poursuivre ensuite le mouvement de la tringle, sur une course limitée, pour que le pion 76 vienne réellement en butée contre l'extrémité 86, ce qui provoque en même temps un appui en force des volets 42 contre leurs butées respectives. De même, lorsque le pion 76 vient en butée contre l'extrémi- té 88 de la voie de came, les volets sont maintenus fermement dans leur position de fermeture. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux formes de réalisation décrites précédemment à titre d'exemples. Les volets peuvent être disposés avec leurs axes de pivote- ment orientés verticalement ou horizontalement. Il est possible de prévoir d'autres formes de réalisation des moyens d'articulation entre la tringle et les volets. Le dispositif de l'invention trouve une application préféren- tielle à la commande d'un flux d'air au travers d'un échan- geur de chaleur, en particulier un radiateur de refroidisse- ment d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile.5 Revendications 1. Dispositif de réglage d'un flux d'air, en particulier pour un échangeur de chaleur de véhicule automobile, du type comprenant une multiplicité de volets (42) montés pivotants autour d'axes parallèles (44) par rapport à un bâti (28), ainsi qu'une tringle de commande (46) reliée aux volets par des articulations, ladite tringle de commande étant déplaça- ble en translation dans une direction orthogonale aux axes des volets (42) pour faire pivoter les volets entre une position d'ouverture et une position de fermeture, caractérisé en ce que la tringle de commande (46) comporte des butées (60, 70) situées respectivement à proximité des articulations (62, 66) et propres à venir chacune en appui forcé contre un volet (42) lorsque la tringle de commande (46) est déplacée en translation vers une position extrême en laquelle les volets (42) sont en position d'ouverture. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appui forcé d'une butée (60, 70) contre le volet correspondant (42) est obtenu lors du déplacement en transla- tion de la tringle de commande (46) sur une course finale limitée qui aboutit à la position extrême. 3. Dispositif selon l'une des revendications i et 2, caractérisé en ce que chaque butée (60, 70) est propre à venir en appui forcé contre une aile (50) du volet (42), à distance de l'axe de pivotement (44) du volet (42). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque butée (60) comprend un bord de butée (70) faisant partie d'une saillie latérale (60) de la tringle de commande (46). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bord de butée (70) s'étend suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale de la tringle de commande (46). 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que chacune des saillies latérales (60) de la tringle de commande (46) porte une articulation (62) pour le volet (42) correspondant. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque articulation comporte un pion (62) porté par la tringle de commande (46) et propre à s'engager dans une chape (66) que comporte le volet correspondant. 8. Dispositif selon l'une des revendications i à 7, caractérisé en ce que la tringle de commande (46) comporte, à l'une au moins de ses extrémités (80), une voie de came (78) propre à recevoir un pion (76) solidaire du bâti, en sorte que, dans la position extrême correspondant à l'ouver- ture des volets (42), le pion (76) est en butée contre une extrémité (86) de la voie de came. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le pion (76) est propre à venir en butée contre une autre extrémité (88) de la voie de came (78) lorsque la tringle de commande (46) est dans une autre position extrême correspon- dant à la fermeture des volets (42). 10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la voie de came (78) comprend une lumière formée dans l'épaisseur de la tringle de commande (46).