Brevet FR2773111A1 — publié le 19990702

Dispositif de chauffage et/ou climatisation à mixage d'air pour véhicule automobile L'invention concerne un dispositif de chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile. Elle concerne plus particulièrement un dispositif du type comprenant une entrée d'air froid communiquant en parallèle avec une branche d'air chaud et une branche de réchauffage d'air, lesdites branches communiquant avec une chambre de mixage, ainsi qu'un organe de mixage propre à répartir un flux d'air froid entre ces deux branches pour produire un flux d'air à température ajustée. On connaît déjà des dispositifs de ce type, dans lesquels l'organe de mixage est un volet pivotant du genre drapeau disposé à la jonction de l'entrée d'air froid, de la branche d'air froid et de la branche de réchauffage d'air. Un tel volet permet de répartir un flux d'air froid issu de l'entrée d'air froid entre, d'une part, la branche d'air froid (dans laquelle la température du flux d'air n'est pas modifiée) et, d'autre part, la branche de réchauffage d'air (dans laquelle le flux d'air est réchauffé). La branche de réchauffage d'air est généralement réalisée sous la forme d'une poche en U qui loge un échangeur de chaleur, habituellement un radiateur parcouru par le liquide de refroidissement du moteur du véhicule. La répartition du flux d'air froid entre les deux branches précitées permet d'obtenir, dans la chambre de mixage, un flux d'air à température ajustée résultant du mixage, en proportions réglables, d'un flux d'air froid et d'un flux d'air chaud. I1 s'agit de la technique bien connue, dite du "mixage sur l'air". Les dispositifs connus du type précité ont notamment pour inconvénient que le volet de mixage, du genre drapeau, occupe une place importante pour son débattement angulaire. Il en résulte un encombrement global important, peu propice à l'utilisation du dispositif dans des véhicules de petites dimensions, pour lesquels la place dévolue au dispositif de chauffage et/ou climatisation est de plus en plus limitée. L'invention a notamment pour but de surmonter un tel inconvénient. Elle propose à cet effet un dispositif de chauffage et/ou climatisation du type précité, dans lequel l'organe de mixage comprend un volet tambour monté à rotation et présentant une paroi tambour de forme cylindrique, ainsi qu'une paroi mobile articulée à la paroi tambour par une charnière suivant un axe parallèle à l'axe de rotation du volet tambour, et des moyens de guidage propres à imposer une trajectoire à la paroi mobile lors de la rotation du volet tambour entre deux positions extrêmes. Dans une première position extrême, la paroi tambour et la paroi mobile sont adjacentes pour fermer conjointement la communication entre l'entrée d'air froid et la branche d'air froid alors que, dans une deuxième position extrême, la paroi tambour ferme la communication entre la branche de réchauffage d'air et la chambre de mixage, tandis que la paroi mobile ferme la communication entre l'entrée d'air froid et la branche de réchauffage d'air. Ainsi, l'organe de mixage de l'invention comprend, en combinaison, un volet tambour auquel est articulée une paroi tambour à trajectoire imposée. Dans la première position extrême précitée, encore appelée "position tout chaud", le flux d'air froid ne peut passer que par la branche de réchauffage d'air, ce qui permet d'obtenir, dans la chambre de mixage, un flux d'air chaud à température maximale. Par contre, dans la deuxième position extrême, dite "position tout froid", l'air ne peut passer que dans la branche d'air froid. Il en résulte que l'air froid est simplement transmis dans la branche d'air froid et que la chambre de mixage reçoit uniquement de l'air froid. La combinaison d'un volet tambour et d'une paroi tambour permet d'assurer la répartition du flux d'air froid entre les deux branches précitées tout en occupant une place réduite favorable à une compacité de l'ensemble du dispositif. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la paroi tambour et la paroi mobile sont toutes deux de forme cylindrique circulaire, et la paroi mobile possède un rayon supérieur à celui de la paroi tambour de manière que la paroi tambour et la paroi mobile soient sensiblement concentriques dans la première position extrême en laquelle lesdites parois sont adjacentes. De façon avantageuse, la paroi tambour et la paroi mobile s'étendent sur sensiblement le même intervalle angulaire. Cet agencement offre notamment pour avantage que la communication entre l'entrée d'air froid et la branche d'air froid, la communication entre l'entrée d'air froid et la branche de réchauffage d'air et la communication entre la branche de réchauffage d'air et la chambre de mixage ont toutes trois la même section. De façon avantageuse, cet intervalle angulaire est inférieur à 90 , ce qui permet de limiter l'encombrement. La charnière reliant la paroi tambour et la paroi mobile est avantageusement une charnière-film. Les moyens de guidage du dispositif de l'invention comprennent avantageusement au moins un pion porté par la paroi mobile, à distance de l'articulation de la charnière, et propre à coopérer avec une voie de guidage. La voie de guidage est avantageusement de forme rectiligne. Elle est de préférence portée par une paroi latérale d'un boîtier que comporte le dispositif. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, la paroi tambour et la paroi mobile sont propres à occuper au moins une position intermédiaire en laquelle la paroi tambour ferme en partie la communication entre l'entrée d'air froid et la branche d'air froid et en partie la communication entre la branche de réchauffage d'air et la chambre de mixage, tandis que la paroi mobile ferme en partie la communication entre l'entrée d'air froid et la branche de réchauffage d'air. 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 en coupe longitudinale partielle d'un dispositif selon l'invention, dans lequel l'organe de mixage est dans une première position extrême correspondant à une "position tout chaud" - la figure 2 est une vue en perspective de l'organe de mixage du dispositif de la figure 1 - la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1 dans laquelle l'organe de mixage est dans une position intermédiaire ; et - la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 1 dans laquelle l'organe de mixage est dans une deuxième position extrême correspondant à une "position tout froid". On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un dispositif de chauffage et/ou climatisation de l'habitacle H d'un véhicule automobile. Ce dispositif comprend un boîtier 10 muni d'une entrée d'air froid 12 propre à admettre un flux d'air pulsé (flèche F1) provenant de l'extérieur ou de l'habitacle H du véhicule. Le flux d'air pulsé traverse successivement un filtre 14 et un évaporateur 16 parcouru par un fluide réfrigérant pour refroidir le flux d'air pulsé. L'entrée d'air froid 12 communique en parallèle avec une branche d'air froid 18 et une branche de réchauffage d'air 20 qui communiquent toutes deux avec une chambre de mixage 22. La communication entre l'entrée d'air froid 12 et la branche d'air froid 18 est assurée par une entrée s'étendant entre deux rebords 24 et 26 parallèles entre eux. La communication entre l'entrée d'air froid 12 et la branche de réchauffage d'air est assurée par une entrée s'étendant entre le rebord 26 et un autre rebord 28 parallèle. Enfin, la communication entre la branche de réchauffage d'air 20 et la chambre de mixage est assurée par une entrée s'étendant entre le rebord 26 et un autre rebord 30 qui lui est parallèle. La branche de réchauffage d'air 20 a la forme d'une poche en U qui loge un échangeur de chaleur 32, habituellement un radiateur de chauffage parcouru par le liquide servant au refroidissement du moteur du véhicule. Le dispositif comprend en outre un organe de mixage 34 (figures 1 et 2), qui sera décrit plus loin, pour régler la répartition du flux d'air froid F1 entre la branche d'air froid 18 et la branche de réchauffage d'air 20, en proportions réglables, pour produire un flux d'air à température ajustée dans la chambre de mixage. Cette dernière communique avec un conduit de dégivrage 35 desservant au moins une bouche (non représentée) servant au dégivrage/désembuage du pare-brise du véhicule. La chambre de mixage 22 communique aussi avec un conduit 36 menant à au moins une bouche (non représentée) située en partie inférieure de l'habitacle H. Enfin, la chambre de mixage 22 communique avec au moins un conduit (non représenté) menant à des bouches d'aération prévues sur la planche de bord du véhicule. Des moyens de distribution (non représentés) permettent de répartir, entre les conduits précités, l'air à température ajustée obtenu dans la chambre de mixage. L'organe de mixage 34 comprend un volet tambour 38 (figures 1 et 2) monté à rotation autour d'un axe XX à l'intérieur de la chambre de mixage 22. Le volet 38 comprend une paroi tambour 40 de forme cylindrique circulaire centrée sur l'axe XX et raccordée à deux flasques 42 (figure 2) espacés l'un de l'autre et ayant chacun la forme d'un secteur angulaire. La paroi 40 tourne sa concavité vers la chambre de mixage 22 et s'étend sur un intervalle angulaire A (figure 1) qui est inférieur à 90 , et dans l'exemple voisin de 720. L'organe de mixage 34 comprend en outre une paroi mobile 44 de forme cylindrique circulaire articulée à la paroi tambour 40 par une charnière 46 s'étendant suivant un axe YY parallèle à l'axe de rotation XX du volet tambour. Dans l'exemple, les parois 40 et 44 sont réalisées d'une seule pièce par moulage d'une matière plastique et la charnière 46 est une charnière-film obtenue par un amincissement localisé de la matière plastique. La paroi mobile 44 s'étend sur sensiblement le même intervalle angulaire A et elle possède un rayon supérieur à celui de la paroi tambour 40. La paroi mobile 44 peut venir se rabattre contre la paroi tambour 40 de manière que ces deux parois soient sensiblement concentriques et occupent des positions adjacentes comme montré à la figure 1. La paroi tambour 40 est limitée, d'une part, par la charnière 46 et, d'autre part, par un rebord de butée 48 qui s'étend parallèlement à la charnière 46 et dans une direction radiale par rapport à l'axe XX. La paroi mobile 44 est limitée, d'une part, par la charnière 46 et, d'autre part, par un bord d'extrémité 54 qui s'étend parallèlement à la charnière 46. Comme on peut le voir sur la figure 1, les rebords 24 et 26 font avec l'axe XX un angle sensiblement égale à A, et il en est de même pour les rebords 26 et 30. La paroi mobile 44 porte un pion 50 (figures 1 et 2) situé à distance de l'articulation de la charnière 46. Ce pion est propre à coulisser dans une voie de guidage 52 de forme rectiligne (figure 1) portée par une paroi latérale du boîtier 10 pour imposer une trajectoire à la paroi mobile 44 lorsque le volet tambour 38 pivote autour de l'axe XX. L'organe de mixage 34 peut se déplacer entre une première position extrême (position tout chaud) représentée en trait plein sur la figure 1 et une deuxième position extrême (position tout froid) représentée en trait interrompue sur la figure 1 et en trait plein sur la figure 4. Dans la position de la figure 1, la charnière 46 est en butée contre le rebord 24 et le rebord de butée 48 est en butée contre le rebord 26. En outre, le pion 50 se trouve près de l'une des extrémités de la voie de guidage 52, si bien que la paroi mobile 44 est sensiblement concentrique à la paroi tambour 40. I1 en résulte que la communication entre l'entrée d'air froid 12 et la branche d'air froid 18 est complètement fermée. Le flux d'air F1 est obligé de passer uniquement par la branche de réchauffage d'air 20 ce qui permet de produire un flux d'air chaud (flèche F2) qui parvient à la zone de mixage 22. Ce flux d'air chaud peut être ensuite réparti entre les différentes buses de distribution d'air prévues dans l'habitacle. Le volet 38 peut être entraîné en rotation, dans un sens ou dans l'autre, par des moyens de commande appropriés tels que, par exemple, une commande par câble, un micro-moteur, etc. A partir de la première position extrême de la figure 1, le volet tambour 38 peut être entraîné en rotation dans le sens anti-horaire (flèche F3 de la figure 1) pour parvenir à différentes positions intermédiaires. Une de ces positions intermédiaires est représentée à la figure 3. Pour parvenir à cette position particulière, le volet a pivoté d'un angle sensiblement égal à A/2 par rapport à la position de la figure 1. I1 en résulte que la paroi tambour 40 ferme en partie la communication entre l'entrée d'air froid 12 et la branche d'air froid 18 et en partie la communication entre la branche de réchauffage d'air 20 et la chambre de mixage 22. Par rapport à la position de la figure 1, le pion 50 s'est déplacé vers l'autre extrémité de la voie de guidage 52, provoquant ainsi un écartement de la paroi mobile 44 par rapport à la paroi tambour 40. I1 en résulte que la paroi mobile 44 ferme en partie la communication entre l'entrée d'air froid 12 et la branche de réchauffage d'air 20. Par rapport à la position précédente, le bord d'extrémité 54 de la paroi mobile s'est rapproché du rebord 28 prévu dans le boîtier. Dans la position intermédiaire de la figure 3, le flux d'air froid F1 peut passer à la fois par la branche d'air froid 18 (flèche F4) et par la branche de réchauffage d'air 20 (flèche F2) pour produire un flux d'air mixé dans la chambre de mixage 22. Cet air mixé est ensuite réparti dans l'habitacle par les moyens de distribution. En faisant pivoter encore davantage le volet tambour 38, toujours dans le sens anti-horaire, on parvient à l'autre position extrême représentée à la figure 4. Dans cette position extrême, la charnière 46 est en butée contre le rebord 26, tandis que le rebord de butée 48 est en butée contre le rebord 30. I1 en résulte que la paroi tambour 40 ferme complètement la communication entre la branche de réchauffage d'air 20 et la chambre de mixage 22. En outre, le pion 50 est parvenu dans une position proche de l'autre extrémité de la voie de guidage 52 si bien que le bord d'extrémité 54 de la paroi mobile 44 est venu en butée contre le rebord 28 prévu à l'intérieur du boîtier. I1 en résulte que la paroi mobile 44 ferme la communication entre l'entrée d'air froid 12 et la branche de réchauffage d'air 20. Ainsi, dans la position tout froid de la figure 4, le flux d'air froid F1 est obligé de passer par la branche d'air froid 18 pour produire un flux d'air froid (flèche F4) dans la chambre de mixage. Le flux d'air froid est ensuite réparti dans l'habitacle par les moyens de distribution. Dans la position de la figure 4, les deux extrémités de la branche de réchauffage d'air 20 sont fermées complètement, respectivement par la paroi mobile 44 et la paroi tambour 40, ce qui constitue une mesure de sécurité évitant tout risque de fuite d'air dans la branche de réchauffage d'air. L'organe de mixage 34 peut occuper d'autres positions intermédiaires correspondant à d'autres répartitions du flux d'air entre les branches 18 et 20 et, par conséquent, à d'autres niveaux de température du flux d'air dans la zone de mixage. On remarquera que le volet tambour nécessite un faible espace pour son débattement, ce qui diminue l'encombrement. Par ailleurs, la paroi mobile se déplace sur une trajectoire imposée dans un espace de volume réduit délimité entre l'évaporateur 16 et l'échangeur de chaleur 32. I1 en résulte que l'ensemble de l'organe de mixage 34 nécessite un espace de volume réduit pour son débattement, ce qui permet de diminuer de manière significative l'encombrement global du dispositif. 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. Ainsi, on pourrait prévoir que la paroi mobile possède une forme cylindrique non circulaire, incurvée ou non, au lieu d'une forme cylindrique circulaire. Revendications 1. Dispositif de chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile, comprenant une entrée d'air froid (12) communiquant en parallèle avec une branche d'air froid (18) et une branche de réchauffage d'air (20) lesdites branches communiquant avec une chambre de mixage (22), ainsi qu'un organe de mixage (34) propre à répartir un flux d'air froid entre ces deux branches (18, 20) pour produire un flux d'air à température ajustée, caractérisé en ce que l'organe de mixage (34) comprend un volet tambour (38) monté à rotation et présentant une paroi tambour (40) de forme cylindrique, ainsi qu'une paroi mobile (44) articulée à la paroi tambour par une charnière (46) suivant un axe (YY) parallèle à l'axe de rotation (XX) du volet tambour, et des moyens de guidage (50, 52) propres à imposer une trajectoire à la paroi mobile (44) lors de la rotation du volet tambour entre deux positions extrêmes, en sorte que, dans une première position extrême, la paroi tambour (40) et la paroi mobile (44) sont adjacentes pour fermer conjointement la communication entre l'entrée d'air froid (12) et la branche d'air froid (18) et que, dans une deuxième position extrême, la paroi tambour (40) ferme la communication entre la branche de réchauffage d'air (20) et la chambre de mixage (22), tandis que la paroi mobile (44) ferme la communication entre l'entrée d'air froid (12) et la branche de réchauffage d'air (20). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi tambour (40) et la paroi mobile (44) sont toutes deux de forme cylindrique circulaire, et en ce que la paroi mobile (44) possède un rayon supérieur à celui de la paroi tambour (40) de manière que la paroi tambour et la paroi mobile soient sensiblement concentriques dans la première position extrême, en laquelle lesdites parois sont adjacentes. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi tambour (40) et la paroi mobile (44) s'étendent sur sensiblement le même intervalle angulaire (A). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'intervalle angulaire (A) est inférieur à 90 . 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la charnière (46) reliant la paroi tambour (40) et la paroi mobile (44) est une charnière-film. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent au moins pion (50) porté par la paroi mobile (44), à distance de l'articulation de la charnière, et propre à coopérer avec une voie de guidage (52). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la voie de guidage (52) est de forme rectiligne. 8. Dispositif selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que la voie de guidage (52) est portée par une paroi latérale d'un boîtier que comporte le dispositif. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la paroi tambour (40) et la paroi mobile (44) sont propres à occuper au moins une position intermédiaire en laquelle la paroi tambour (40) ferme en partie la communication entre l'entrée d'air froid (12) et la branche d'air froid (18) et en partie la communication entre la branche de réchauffage d'air (20) et la chambre de mixage (22), tandis que la paroi mobile (44) ferme en partie la communication entre l'entrée d'air froid (12) et la branche de réchauffage (20).