Brevet FR2773112A1 — publié le 19990702

Dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile, comprenant un organe de mixage compact L'invention concerne un dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile. Plus particulièrement, elle concerne l'organe de mixage d'un tel dispositif. Un dispositif de ce type comporte habituellement un conduit d'entrée d'air, agencé pour communiquer avec une branche d'air froid et une branche de réchauffage d'air. Ensuite, ces deux branches communiquent en sortie avec une chambre de mixage. Un tel dispositif comporte alors un organe de mixage pour répartir des flux d'air en proportions choisies dans l'une et l'autre des branches. On obtient ainsi un flux d'air de température ajustée dans la chambre de mixage. Un organe de mixage de ce type comporte généralement au moins un volet de mixage, tel qu'un volet drapeau ou un volet papillon, disposé en sortie du conduit d'entrée d'air, et/ou en entrée de la chambre de mixage. Cependant, les volets de mixage connus occupent souvent des volumes de déplacement importants, peu compatibles avec la réduction d'encombrement recherchée dans les véhicules actuels. L'invention vient améliorer la situation. Elle propose à cet effet un volet de mixage occupant un volume de déplacement restreint, tout en assurant, de manière efficace, la fermeture et l'ouverture de lune ou l'autre des communications précitées. L'invention part alors d'un dispositif du type précité, comprenant une branche d'air froid et, en parallèle, une branche de réchauffage d'air. Ces branches communiquent en entrée avec un conduit d'entrée d'air, et en sortie, avec une chambre de mixage. Le dispositif comporte enfin un organe de mixage pour répartir un flux d'air issu de ce conduit entre les branches, de manière à produire un flux d'air de température ajustée dans la chambre de mixage. Le terme "amont" se réfère au sens de circulation du flux d'air dans le conduit d'entrée d'air. Selon l'invention, l'organe de mixage comporte un volet tambour, logé au moins en partie dans le conduit, et apte à pivoter sensiblement autour d'un axe de rotation traversant ce conduit. Ce volet présente alors une paroi tambour de forme sensiblement cylindrique, et de concavité tournée vers une partie amont du conduit. Selon une caractéristique de l'invention, la paroi tambour présente une forme cylindrique circulaire creuse, s'étendant sur un arc de cercle d'intervalle angulaire choisi de sorte que - dans une première position extrême, le volet tambour ferme la communication entre le conduit d'entrée d'air et la branche d'air froid, et - dans une seconde position extrême, le volet tambour ferme la communication entre le conduit d'entrée d'air et la branche de réchauffage d'air. Avantageusement, le volet tambour comporte un élément de support de cette paroi tambour. Cet élément de support comprend alors un moyen d'articulation autour de l'axe de rotation précité. Ainsi, alors que le dispositif selon l'invention comporte un échangeur de chaleur logé dans le conduit, l'élément de support est, au moins en partie, disposé entre cet échangeur de chaleur et une paroi interne du conduit. L'axe de rotation précité traverse alors l'échangeur de chaleur. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'organe de mixage comporte en outre un volet secondaire, agencé pour fermer, dans une position prédéterminée, la communication entre la branche de réchauffage d'air et la chambre de mixage. Par ailleurs, l'organe de mixage comporte des moyens de commande, aptes à agir sur le moyen d'articulation, pour régler la position du volet tambour d'une position extrême à 1' autre. Avantageusement, ces moyens de commande comportent un moyen de coordination des positions respectives du volet tambour et du volet secondaire, lequel occupe alors la position prédéter- minée précitée lorsque le volet tambour adopte la seconde position extrême. Ainsi, lorsque le volet tambour ferme la communication entre le conduit d'entrée d'air et la branche de réchauffage d'air, le volet secondaire vient en même temps fermer la communication entre cette branche et la chambre de mixage. Sinon, ce volet secondaire laisse la communication entre la branche de réchauffage d'air et la chambre de mixage, au moins partiellement ouverte lorsque le volet tambour occupe une position différente de ladite seconde position extrême. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente schématiquement des éléments faisant partie du dispositif selon l'invention, en particulier le volet tambour 5 avec son axe de rotation XX traversant le conduit d'entrée d'air 1, et - la figure 2 est une vue selon la coupe II-II apparaissant sur la figure 1, du volet tambour 5. Les dessins contiennent, pour l'essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la description, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant. On se réfère tout d'abord à la figure 1 pour décrire un dispositif de chauffage et climatisation de l'habitacle d'un véhicule automobile (non représenté). Ce dispositif comprend un conduit d'entrée d'air 1, pulsé dans l'exemple décrit, et provenant de l'extérieur ou de l'habitacle du véhicule. Un flux d'air (flèche F) traverse alors successivement un filtre 8 pour éliminer une partie au moins des poussières et impuretés que contient l'air pulsé, et un évaporateur 9 que comporte un échangeur de chaleur logé dans le conduit d'entrée d'air 1. Cet évaporateur 9 est parcouru, dans l'exemple décrit, par un fluide réfrigérant pour refroidir le flux d'air F pulsé. Le conduit d'entrée d'air 1 peut communiquer en parallèle avec une branche de réchauffage d'air 4 et une branche d'air froid 3. Les deux branches 3 et 4 communiquent par ailleurs avec une chambre de mixage 2. La branche de réchauffage d'air 4 comporte un radiateur 7 propre à réchauffer le flux d'air traversant cette branche 4. Le dispositif comporte alors un organe de mixage comprenant, selon l'invention, un volet tambour 5, apte à pivoter autour d'un axe de rotation XX perpendiculaire au plan de la figure 1. Le volet tambour 5 comporte alors une articulation 14 pour pivoter entre deux positions extrêmes - une première position extrême ("tout chaud"), dans laquelle il ferme la communication entre le conduit d'entrée d'air 1 et la branche d'air froid 3, et - une seconde position extrême ("tout froid"), dans laquelle il ferme la communication entre le conduit d'entrée d'air 1 et la branche de réchauffage d'air 4. La figure 1 représente en trait pointillé le volet tambour 5 dans sa première position extrême, et en trait plein, le volet 5 dans sa seconde position extrême. Ainsi, lorsque le volet tambour 5 est dans sa première position extrême, le flux d'air arrivant dans la chambre de mixage 2 est totalement réchauffé. Par contre, lorsque le volet tambour 5 est dans sa seconde position extrême, le flux d'air arrivant dans la chambre de mixage 2 est principalement froid. Ce flux d'air F est ensuite évacué vers diverses sorties 10, 11 et 12, comme par exemple des sorties de dégivrage, des sorties "pieds", ainsi que des sorties "visage". La partie du dispositif selon l'invention représentée sur la figure 1, comporte des moyens de fixation 20 pour être logés à proximité d'un groupe moto-ventilateur (non représenté), destiné à pulser le flux d'air F en entrée du conduit d'entrée d'air 1. La séparation entre la branche d'air froid 3 et la branche de réchauffage d'air 4, est définie par une cloison de séparation 22 que comporte le dispositif. L'entrée de la branche de réchauffage d'air 4 est délimitée par un rebord inférieur 21 et la cloison 22, tandis que la branche d'air froid 3 est délimitée par un rebord supérieur 23 et la cloison 22. Le volet tambour 5 est logé dans le conduit d'entrée d'air 1. Il est apte à pivoter autour de l'axe de rotation XX. Selon l'invention, l'axe de rotation XX traverse le conduit d'entrée d'air 1, dans une partie amont de ce conduit. Par ailleurs, le volet tambour 5 présente une paroi tambour 15 de forme sensiblement cylindrique circulaire creuse, et de concavité tournée vers la partie amont du conduit 1. Ainsi, la paroi tambour 15 s'étend sur un arc de cercle d'intervalle angulaire a et de rayon R. Cet intervalle angulaire a doit être de préférence inférieur à 90" de manière à limiter le volume de déplacement du volet tambour 5, ce qui permet de limiter l'encombrement du dispositif selon l'invention. Cependant, l'écart angulaire a doit être tel que la distance D = 2R sin(a/2) soit supérieure, d'une part, à la distance séparant le rebord inférieur 21 de la cloison 22, et, d'autre part, à la distance séparant le rebord supérieur 23 de la cloison 22. Il apparaît alors qu'un compromis doit être réalisé sur l'intervalle angulaire a et sur le rayon R du volet tambour 5. En effet, le rayon R doit être suffisant pour satisfaire la condition précitée, avec a Selon l'invention, l'articulation 14 du volet tambour 5 est disposée à proximité de l'évaporateur 9. On se réfère alors à la figure 2 pour décrire un moyen d'articulation du volet tambour 5, selon l'invention. La paroi tambour 15 est solidaire de deux bras de support 16a et 16b, lesquels comportent en leurs extrémités des tiges cylindriques circulaires 14a et 14b. Ces tiges 14a et 14b sont montées à rotation dans des logements homologues respectifs 18a et 18b que comportent les parois 13a et 13b du conduit d'entrée d'air 1. Ainsi, les bras 16a et 16b sont disposées de part et d'autre de l'évaporateur 9. Dans l'exemple décrit, ces bras sont sensiblement parallèles. L'une des tiges cylindriques circulaires 14a est reliée à des moyens de commande, par exemple un levier de commande 17, pour gérer la position du volet tambour 5, d'une position extrême à l'autre. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comporte un volet secondaire 6. Dans l'exemple décrit, ce volet secondaire se présente sous la forme d'un volet drapeau 6 comportant une articulation 19 pour pivoter autour d'un axe de rotation secondaire YY. Ce volet drapeau 6 est destiné à fermer la communication entre la chambre de réchauffage d'air 4 et la chambre de mixage 2, lorsque le volet tambour 5 ferme la communication entre le conduit d'entrée d'air 1 et la branche de réchauffage d'air 4. Dans ces conditions, le volet drapeau 6 empêche de circuler dans la branche de réchauffage d'air 4, un flux d'air parasite pouvant provenir de la branche d'entrée d'air froid 3. On évite ainsi une accumulation de chaleur au niveau du radiateur 7. Les moyens de commande 17 du volet tambour 5 comprennent alors un moyen de coordination tel que, par exemple, un arbre à pignons 18 qui permet de coordonner les mouvements respectifs du volet tambour 5 et du volet drapeau 6. La figure 1 représente en trait plein une position "tout froid" du volet drapeau 6 lorsque le volet tambour 5 ferme la communication entre le conduit d'entrée d'air 1 et la branche de réchauffage d'air 4. Une position "tout chaud" du volet drapeau 6 est représentée en trait pointillé. Dans ce cas, le flux d'air F traverse le radiateur 7 et le volet drapeau 6 laisse passer la totalité du flux d'air réchauffé vers la chambre de mixage 2. Le mouvement du volet drapeau 6 peut être continu, ou encore de type "tout ou rien". Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation décrite précédemment à titre d'exemple. Elle s'étend à d'autres variantes. Ainsi, on comprendra que le moyen de déplacement du volet tambour 5 peut comporter une articulation combinée à un chemin de came disposé en aval de l'évaporateur 9. Il suffit alors de prévoir une coordination entre un mouvement de rotation entre deux positions extrêmes du volet tambour 5, et un mouvement suivant le chemin de came précité. Ce chemin de came peut être rectiligne ou circulaire suivant la configuration souhaitée pour le dispositif. Dans l'exemple décrit, la distance entre le rebord inférieur 21 et la cloison 22 est sensiblement équivalente à la distance entre la cloison 22 et le rebord supérieur 23. Dans le cas où ces distances ne sont plus égales, l'ouverture angulaire a de la paroi tambour 15 doit être suffisante pour couvrir la plus grande de ces distances. Par ailleurs, on peut envisager de remplacer le volet drapeau 6 par un simple commutateur de l'alimentation, notamment électrique, du radiateur 7. Dans ce cas, ce commutateur est connecté à des moyens de commande du volet tambour 5, de manière à interrompre son fonctionnement lorsque le volet tambour est dans la seconde position extrême précitée ("tout froid"). Enfin, dans l'exemple décrit, le volet tambour 5 comporte deux bras 16a et 16b pour supporter la paroi tambour 15. Cependant, il peut comporter aussi bien un bras de support unique 16a monté à rotation autour de l'axe XX. Revendications 1. Dispositif de ventilation, chauffage et/ou climatisation de véhicule automobile, du type comprenant un conduit d'entrée d'air (1), une chambre de mixage (2), une branche d'air froid (3) et, en parallèle, une branche de réchauffage d'air (4), ces branches étant agencées pour communiquer d'une part avec le conduit (1) et d'autre part avec la chambre de mixage (2), ainsi qu'un organe de mixage, propre à répartir un flux d'air (F) issu du conduit (1) entre lesdites branches (3,4) pour produire un flux d'air de température ajustée dans la chambre de mixage (2), caractérisé en ce que l'organe de mixage comporte un volet tambour (5), logé au moins en partie dans le conduit (1) et apte à pivoter sensiblement autour d'un axe de rotation (XX) traversant le conduit (1), et présentant une paroi tambour (15) de forme sensiblement cylindrique, de concavité tournée vers une partie amont du conduit (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite paroi tambour (15) présente une forme cylindrique circulaire creuse, s'étendant sur un arc de cercle d'intervalle angulaire (a) choisi de sorte que - dans une première position extrême, le volet tambour (5) ferme la communication entre le conduit d'entrée d'air (1) et la branche d'air froid (3), et - dans une seconde position extrême, le volet tambour (5) ferme la communication entre le conduit d'entrée d'air (1) et la branche de réchauffage d'air (4). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le volet tambour (5) comporte un élément de support (16a) de la paroi tambour (15), comprenant un moyen d'articulation (14) autour de l'axe de rotation (XX). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur de chaleur (9), logé dans le conduit (1), et en ce qu'une partie au moins de l'élément de support (16a) est disposée entre cet échangeur de chaleur (9) et une paroi interne (13a) du conduit (1), tandis l'axe de rotation (XX) traverse l'échangeur de chaleur (9). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit échangeur de chaleur comporte un évaporateur (9), tandis que le dispositif est apte à assurer en outre une fonction de climatisation dudit véhicule. 6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'élément de support comporte deux bras (16a,16b) disposés de part et d'autre de l'échangeur de chaleur (9), et comprenant chacun une tige cylindrique circulaire (14a,14b) montée à rotation dans un logement homologue (18a,18b) que comporte le conduit (1), et formant ledit moyen d'articulation (14). 7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6 prises en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de mixage comporte des moyens de commande (17) du moyen d'articulation (14), propres à régler la position du volet tambour (5) entre lesdites première et seconde positions extrêmes. 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe de mixage comporte en outre un volet secondaire (6) agencé pour fermer, dans une position prédéterminée, la communication entre la branche de réchauffage d'air (4) et la chambre de mixage (2). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de commande (17) comportent un moyen de coordination (18) des positions respectives du volet tambour (5) et du volet secondaire (6), de sorte que le volet secondaire (6) occupe ladite position prédéterminée lorsque le volet tambour (5) adopte la seconde position extrême, tandis que ledit volet secondaire (5) laisse la communication entre la branche de réchauffage d'air (4) et la chambre de mixage (2), au moins partiellement ouverte si le volet tambour (5) occupe une position différente de la seconde position extrême. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le volet secondaire (5) se présente sous la forme d'un volet drapeau (6), comprenant une articulation (19) autour d'un axe de rotation secondaire (YY), et en ce que le moyen de coordination (18) commande cette articulation (19).