EP4291430A1 - Dispositif d'obturation de véhicule automobile - Google Patents

Dispositif d'obturation de véhicule automobile

Info

Publication number
EP4291430A1
EP4291430A1 EP22703647.2A EP22703647A EP4291430A1 EP 4291430 A1 EP4291430 A1 EP 4291430A1 EP 22703647 A EP22703647 A EP 22703647A EP 4291430 A1 EP4291430 A1 EP 4291430A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flaps
lever
actuator
connecting piece
lever arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22703647.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Frederic Vacca
Enzo MITIDIERI
Karim Arab
Laura MARION
Victor Manuel MINERO RAMALES
Eng Kuach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of EP4291430A1 publication Critical patent/EP4291430A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
    • B60K11/085—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor with adjustable shutters or blinds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/88—Optimized components or subsystems, e.g. lighting, actively controlled glasses

Definitions

  • the invention relates to devices for shutting off motor vehicles and more particularly to the methods of opening and closing the latter.
  • a device for shutting off a vehicle is arranged behind the grille of motor vehicles.
  • a device comprises, for example, two sets of flaps which can assume an open position and a closed position, the two sets of flaps being open or closed to allow air to pass or to prevent the passage of air under the engine bonnet of vehicles automobiles.
  • a disadvantage of such a device may exist at the level of the solicitation of an actuator allowing the opening of the shutters.
  • the flaps pivot through an angle equal to approximately 90° when the closure device is opened.
  • the actuator allowing these movements also pivots through an angle equal to 90°.
  • the actuator rotates through an angle equal to 90° to open and close each set of shutters.
  • G actuator therefore pivots through a total angle equal to 180° to allow the opening or closing of all the shutters.
  • the actuator conventionally pivots through 90° each time a set of flaps is opened and closed. This is the normal operating range of a standard actuator used for this type of application (ie between 0 and 90°). In other words, the actuator is requested each time under conditions corresponding to its operating limits.
  • the opening or closing time for a set of shutters (corresponding to the speed of movement of the actuator) is generally about 7 seconds
  • the time for a complete opening or closing of the shutter device can reach almost 15 seconds (in the case where a set of shutters only opens or closes when the other is completely open or closed).
  • the aim of the invention is in particular to provide a closure device in which the stress on the actuator makes it possible to increase its durability and reduce the activation time.
  • the invention also aims to provide a compact shutter device, requiring fewer parts, and therefore low cost.
  • the subject of the invention is a closure device for a motor vehicle front face air inlet comprising:
  • a first lever arm connecting each shutter to the connecting piece is shorter than a second lever arm connecting the lever to the connecting piece.
  • the lever, and consequently the actuator driving the lever is rotated through an angle less than 90° (for example equal to 45° if the arm of lever connecting the lever to the connecting piece is twice as long as that connecting each flap to the connecting piece).
  • the intensity of the actuation of the actuator is therefore reduced on each activation to open or close the shutters. Consequently, and regardless of the number of combined activations of the actuator necessary for the operation of the shutter device, the actuator is preserved due to a drop in the intensity of the stress on each actuation.
  • the opening and closing times are shorter (for example halved if the lever arm connecting the lever to the part is twice as long as that connecting each flap to the connecting piece). It is possible to modulate the speed/torque operating point of the latter to adapt it to the difference in the length of the lever arm.
  • the first lever arm is of a length less than or equal to half the length of the second lever arm
  • the connecting piece has a U-shape comprising two parallel side walls connected to each other by a third wall forming the bottom of the connecting piece;
  • the lever is fixed on the inner faces of the side walls of the connecting piece; - The first lever arm connects the connecting piece to an axis of rotation of the flaps and the second lever arm connects the connecting piece to an axis of rotation of the lever;
  • the shutter device further comprises an actuator connected to the lever;
  • the first lever arm is of a length equal to half the length of the second lever arm, the actuator having a speed of between 2 and 15 rotations per minute and a torque of between 1 and 6 Newton meters ;
  • - the closing device comprises:
  • each connecting piece being fixed to a lever and to a set of flaps;
  • the shutter device comprises an actuator configured to drive the two sets of shutters
  • a connecting rod is understood to mean a one-piece piece with two joints, one at each end, for the purpose of transmitting a force or a movement.
  • the first set of shutters is configured to be opened and closed before the second set of shutters
  • each lever comprises a dead travel cam, a spring connecting the two connecting parts
  • a first lever is configured to be driven by the actuator and a second lever is configured to be driven by the connecting rod;
  • the spring is configured for:
  • the connecting parts comprise drive fingers configured to come into abutment in the dead travel cams of the levers;
  • the sets of flaps are coplanar or one of the sets of flaps extends in a different plane from the other set of flaps.
  • the invention also relates to a motor vehicle front panel module comprising a closing device according to the invention.
  • Figure 1 is a perspective view of a rear face of a closure device according to the invention.
  • Figure 2 is a perspective view of the central part of Figure 1 illustrating the drive mechanism of the shutter device according to the invention
  • FIG. 3 is a simplified view of the drive mechanism shown in Figure 2;
  • Figure 4 is a sectional view of the drive mechanism of the shutter device according to the invention.
  • Figure 5 is a perspective view of the lower part of the closure device of Figure 3;
  • Figure 6 is a perspective view of the upper part of the closure device of Figure 3.
  • figure 7 is a simplified view of figure 6 illustrating the interaction between the lever and the connecting piece.
  • FIG. 1 illustrating the rear face of a closure device 2 for a motor vehicle front face air inlet.
  • the shutter device 2 called in English language "Air Grille Shutter” is arranged behind the grille of the motor vehicle. It is connected to one or more air exchangers and allows air coming from outside the motor vehicle to pass under the bonnet or to prevent the passage of air under the bonnet of the motor vehicle.
  • the shutter device 2 comprises a support frame 4 having four flanks and supporting, as we will see later, mobile shutters as well as a drive mechanism for the latter.
  • the support frame 4 can allow the closure device 2 to be fixed to a front module of a motor vehicle.
  • the support frame 4 can also comprise honeycomb structures extending for example between sets of flaps.
  • the shutter device 2 comprises two sets 6a and 6b of flaps 8 (only one flap is referenced for the sake of readability of the figures).
  • the number of flap sets could be different than the example shown.
  • the flaps 8 are rotatable between a first closed end position (illustrated in the figures) and a second open end position.
  • An axis of rotation A is shown in Figure 2 for two flaps 18 aligned.
  • the angle of rotation of the flaps 8 is 90° between these two extreme positions (this angle could be different).
  • each set of flaps 6a and 6b is divided into two left and right parts.
  • Each flap 8 of each part comprises one end fixed mobile in rotation to the support frame 4 and another end fixed mobile in rotation to a connecting piece 10.
  • the connecting pieces 10 have in the example illustrated a U-shape comprising two side walls 12 and 14 parallel to each other connected by a third wall 16 forming the bottom of the connecting pieces 10. This is clearly visible in Figure 7 for example .
  • the flaps 8 can be fixed, as illustrated in the figures, for example 5 and 6, to the side walls 12 and 14 of the connecting pieces 10.
  • the number of flaps 8 can be, as in the example illustrated, the same of each side of the connecting pieces 10.
  • the sets of flaps 6a and 6b are, in the example illustrated, coplanar but could also extend in different planes. It can be the same for the left and right parts of each set of flaps 6a and 6b.
  • the shutter device 2 also comprises at least one lever 18, three levers 18 in the example illustrated visible in Figures 5 and 6. Each of the levers 18 is arranged to be set in motion by an actuator 20, directly or indirectly.
  • Each lever 18 is fixed to a connecting piece 10 so as to be able to set the latter in motion.
  • each lever 18 is fixed on the internal faces of the side walls 12 and/or 14 of the connecting part 10.
  • two levers 18 are integral with an output axis of actuator 20 and share the same axis of rotation B, parallel to axis of rotation A, as that of the output axis of actuator 20.
  • Each lever 18 comprises a first end 22 fixed to a connecting rod 26 and a second end 24 connected to the connecting part 10 (visible in FIGS. 6 and 7).
  • the actuator 20 can drive the two sets of flaps 6a and 6b.
  • the shutter device 2 of the example illustrated therefore comprises a first set and a second set of flaps 6a and 6b able to assume an open position and a closed position, three levers 18 being able to be driven by an actuator 20, the actuator allowing to control the two sets of flaps 6a and 6b, as well as two connecting pieces 10 connected, as described above, to the levers 18 and to the flaps 8.
  • a connecting rod 26, visible in FIG. 2 connects the ends 22 of the levers 18 between them, the ends 24 of the levers 18 being connected to the connecting pieces 10.
  • the levers 18 secured to the actuator 20 are driven with the latter, the lever 18 connected to the connecting rod 26 is driven by the latter.
  • the number of sets of shutters (and of shutters making up a set), of levers, of connecting parts, of actuator may be different from those of the present example.
  • the generic operation of the shutter device 2 can be as follows:
  • the actuator 20 is first activated, which results in a rotation of the output axis (merged axis the axis of rotation B) of the latter.
  • the levers 18 integral with the axis of rotation of the actuator 20 also pivots.
  • the connecting piece 10 connected to the actuators 18 having pivoted is also set in motion (circular movement), which leads to an opening of the shutters 8 fixed to this connecting piece, here the shutters 8 of the set of shutters 6b.
  • the actuator 20 is activated in the opposite direction, which leads to a series of movements bringing the shutter device 2 back to the initial state.
  • the opening of the sets of shutters can be simultaneous or asynchronous (i.e. one set of shutters opening before the other).
  • the example illustrated in the figures allows such an asynchronous opening.
  • it includes a tension spring 28, visible in Figures 3 and 4, connecting the connecting parts 10 to each other and arranged to pull the connecting parts towards each other.
  • Extension spring 28 is configured for:
  • the tension spring could be replaced by any element making it possible to fulfill the same functions as the latter.
  • each lever 18 comprises a dead stroke cam 30 which can collaborate with a drive pin 32 (visible in FIG. 7) of the connecting parts 10.
  • a lever 18 will only be capable of moving a connecting piece 10 only when the drive finger 32 is in abutment in the dead stroke cam.
  • the drive fingers extend, in the example shown, from the internal faces of the side walls 12 and 14 of the connecting pieces 10.
  • the method for controlling the shutter device 2 is as follows.
  • the actuator 20 is actuated a first time (first rotation), which leads to all the movements described above with regard to the levers 18 as well as the connecting rod 26.
  • first rotation the lever 18 not linked to the actuator 20, and set in motion by the connecting rod 26, moves the connecting piece 10 with which it collaborates downwards (because the drive finger 32 is in abutment in the dead stroke cam), this which leads to an opening of the flaps 8 of the set of flaps 6a.
  • the tension spring 28 relaxes when the connecting part 10 which has been set in motion moves downwards (i.e. it is shorter than in the initial state).
  • the levers 18 secured to the actuator 20 slide along the drive fingers 32 with which they collaborate without this leading to a movement of the connecting piece 10 comprising these drive fingers .
  • the actuator 20 is activated a second time (second rotation), which leads to a rotation of the levers 18 integral with the latter.
  • second rotation a second time
  • 32 piece training fingers connecting piece 10 connected to these levers 18 being in abutment in the dead travel cams 30, the connecting piece is moved downwards (as was the case for the other connecting piece 10 during the first rotation), which leads to extension of the tension spring 28 again and to opening the flaps 8 of the set of flaps 6b.
  • the actuator 20 is activated twice in the opposite direction to that allowing them to open, which leads to the closing of the set of shutters 6b then to that of the set of flaps 6a with a return to the initial state.
  • a first lever arm connecting each flap 8 to a connecting piece 10 is shorter than a second lever arm connecting each lever 18 to this same connecting piece 10.
  • the first lever arm corresponds to the distance between the axis of rotation of each flap 8 and its point of attachment to the connecting piece 10.
  • the second lever arm corresponds to the distance between the axis of rotation of each lever 18 and its point of attachment to the connecting piece (which may be the center of the drive pin 32 collaborating with the dead stroke cam 30 in the case described above).
  • the lever can pivot through an angle of less than 90° to allow a 90° rotation of the flaps 8.
  • the rotation of the levers 18 being identical to that of the actuator 20 (by direct connection to the latter or transfer of force via the connecting rod 26), the output shaft of the actuator 20 therefore pivots through an angle of less than 90°.
  • the difference in angle traveled is proportional to the difference in length between the two lever arms. As explained above, the difference in the length of the lever arm allows faster opening and closing of the flaps 8.
  • the first lever arm is of a length equal to half of the second lever arm.
  • the actuator 20, and consequently the levers 18, pivot through an angle equal to 45° to allow a 90° opening of the flaps 8.
  • the opening and closing speeds of the flaps 8 are also divided by two.
  • the length ratio between the two lever arms could be different (the first lever arm being for example equal to 40% or 60% of the length of the second lever arm), which would consequently modify the difference. angles traveled by the flaps 8 on the one hand and the levers 18 and the actuator 20 on the other (the angle traveled by the levers 18 and the actuator 20 would be equal to 40% or 60% of that traveled through the flaps 8).
  • the actuator 20 is activated twice to allow opening of the two sets of flaps 6a and 6b.
  • the actuator 20 When the lever arms are of identical length, the actuator 20 must perform two 90° rotations, just like the levers 18, to allow a first 90° rotation of the flaps 8 of the set of flaps 6a then a second 90° rotation of the flaps 8 of the set of flaps 6b. The complete rotation of the actuator is therefore 180°.
  • the actuators 20 conventionally used in this type of device have an optimum operating range of between 0° and 90° or even 100°. In other words, and each time the shutter device is opened/closed, the actuator 20 is stressed in proportions going beyond its standard operating range, which could lead to premature wear of the latter.
  • the actuator will only operate two rotations of 45° maximum for a complete opening of 90° of the two sets of flaps 6a and 6b. This contributes to the preservation of the actuator 20 by making it operate in its optimum operating range.
  • the actuator 20 and the levers 18 do not necessarily have a starting angle equal to 0°, but for example equal to 45° with respect to a longitudinal axis of the connecting parts 10.
  • the opening of the first set of flaps 6a causes the actuator 20 and the flaps 18 to pass from this angle of 45° to an angle of 90°
  • the opening of the second set of flaps 6b causes the actuator 20 and the flaps 18 to pass from this angle of 90° to an angle of 135° (the cumulative angle is indeed equal to 90°).
  • the levers and in particular the dead travel cams are dimensioned to allow a rotation of -90° to +90° (with an intermediate position at 0°) because this corresponds to the two 90° rotations of the actuator in one direction then in the other to open and close the shutters.
  • This interval is smaller with a difference in lever arm length and proportional to this difference in length.
  • the dead travel cams 30 can perform a rotation between -45° and +45° in one direction or in the other to open and close the flaps 8. There is therefore a change in the sizing of the levers 18.
  • the speed of the actuator 20 can be between 2 and 15 rotations per minute, preferably between 2 and 4 rotations per minute and even more preferably equal to 3 rotations per minute, and the moment of force can be between 1 and 6 Newton meters, preferably between 1 and 3 Newton meters and even more preferably equal to 1.63 Newton meters.
  • closing device 4 support frame
  • A axis of rotation of the flaps
  • B axis of rotation of the actuator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Power-Operated Mechanisms For Wings (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif d'obturation (2) pour une entrée d'air de face avant de véhicule automobile comprenant : - un cadre support (4) présentant quatre flancs, - au moins un levier (18) configuré pour être mis en mouvement par un actionneur (20), - au moins une pièce de liaison (10) à laquelle est fixé le levier (18) et configurée pour être mise en mouvement par le levier (18), et - au moins un ensemble de volets (6a, 6b) mobiles en rotation, fixés à la pièce de liaison (10) et configurés pour être mis en mouvement entre une première position extrémale ouverte et une deuxième position extrémale fermée par la pièce de liaison (10), un premier bras de levier reliant chaque volet (8) à la pièce de liaison (10) étant plus court qu'un second bras de levier reliant le levier (18) à la pièce de liaison (10).

Description

Description
Titre de l’invention : Dispositif d’obturation de véhicule automobile
L’invention concerne les dispositifs d’obturation de véhicules automobiles et plus particulièrement les modalités d’ouverture et de fermeture de ces derniers.
Dans le domaine des véhicules automobiles, un dispositif d’obturation d’un véhicule, connu de l’homme du métier, est disposé derrière la calandre des véhicules automobiles. Un tel dispositif comprend par exemple deux ensembles de volets pouvant prendre une position ouverte et une position fermée, les deux ensembles de volets étant ouverts ou fermés pour laisser passer de l’air ou empêcher le passage de l’air sous le capot moteur des véhicules automobiles.
Un inconvénient d’un tel dispositif peut exister au niveau de la sollicitation d’un actionneur permettant l’ouverture des volets.
En effet, et de manière classique, les volets pivotent d’un angle égal à environ 90° lors d’une ouverture du dispositif d’obturation. L’actionneur permettant ces mouvements pivotent également d’un angle égal à 90°.
Si le dispositif d’obturation comprend plusieurs ensembles de volets, et si ces ensembles de volets s’ouvrent et se ferment de manière asynchrone, alors l’actionneur pivote d’un angle égal à 90° pour ouvrir et fermer chaque ensemble de volet. Dans le cas de figure à deux ensembles de volets à ouverture et fermeture asynchrone, G actionneur pivote donc d’un angle total égal à 180° pour permettre l’ouverture ou la fermeture de tous les volets.
Cela conduit à une augmentation importante du nombre d’activations de l’actionneur (dans l’exemple ci-dessus, l’actionneur est activé quatre fois par cycle d’ouverture et de fermeture du dispositif d’obturation).
Par ailleurs, l’actionneur pivote classiquement de 90° à chaque ouverture et fermeture d’un ensemble de volets. Il s’agit de la plage de fonctionnement normal d’un actionneur standard utilisé pour ce type d’application (i.e. entre 0 et 90°). En d’autres termes, l’actionneur est à chaque fois sollicité dans des conditions correspondant à ses limites de fonctionnement.
Tout cela conduit à un problème de durabilité de l’actionneur dans le temps et à une potentielle panne prématurée de ce dernier pouvant s’avérer critique compte tenu du fait que cet actionneur permet l’ouverture des volets et donc le passage d’air sous le capot moteur, notamment vers un échangeur thermique.
Enfin, et dans le cas d’un dispositif d’obturation comprenant plusieurs ensembles de volets ouverts et fermés de manière asynchrone, et compte tenu que le temps d’ouverture ou de fermeture pour un ensemble de volets (correspondant à la vitesse de déplacement de l’actionneur) est généralement d’environ 7 secondes, le temps pour une ouverture ou une fermeture complète du dispositif d’obturation peut atteindre quasiment 15 secondes (dans le cas ou un ensemble de volets ne s’ouvre ou ne se ferme que quand l’autre c’est intégralement ouvert ou fermé). On arrive dès lors à un temps d’actionnement du dispositif d’obturation relativement long car annexé à la vitesse de rotation de l’actionneur qui est activé, comme expliqué ci-dessus, plusieurs fois lors d’un cycle d’ouverture/fermeture du dispositif d’obturation.
L'invention a notamment pour but de fournir un dispositif d’obturation dans lequel la sollicitation de l’actionneur permet d’augmenter sa durabilité et de réduire le temps d’activation.
L’invention a également pour but de fournir un dispositif d’obturation compacte, nécessitant moins de pièces, donc de faible coût.
A cet effet l’invention a pour objet un dispositif d’obturation pour une entrée d’air de face avant de véhicule automobile comprenant :
- un cadre support présentant quatre flancs,
- au moins un levier configuré pour être mis en mouvement par un actionneur,
- au moins une pièce de liaison à laquelle est fixé le levier et configurée pour être mise en mouvement par le levier, et
- au moins un ensemble de volets mobiles en rotation, fixés à la pièce de liaison et configurés pour être mis en mouvement entre une première position extrémale ouverte et une deuxième position extrémale fermée par la pièce de liaison, un premier bras de levier reliant chaque volet à la pièce de liaison est plus court qu’un second bras de levier reliant le levier à la pièce de liaison. Ainsi, et grâce à la mise en place d’un bras de levier entre le levier (mis en mouvement par l’actionneur) et la pièce de liaison plus long que celui reliant cette même pièce de liaison aux volets, l’angle de rotation de l’actionneur, qui permet une rotation selon le même angle du levier, est inférieur à ceux des volets. Par exemple, pour un angle de rotation des volets de 90°, alors le levier, et par conséquent l’actionneur entraînant le levier, est mis en rotation d’un angle inférieur à 90° (par exemple égal à 45° si le bras de levier reliant le levier à la pièce de liaison est deux fois plus long que celui reliant chaque volet à la pièce de liaison). On réduit dès lors l’intensité de la sollicitation de l’actionneur à chaque activation pour ouvrir ou fermer les volets. Dès lors, et quelle que soit le nombre d’activation combinées de l’actionneur nécessaires pour le fonctionnement du dispositif d’obturation, l’actionneur est préservé du fait d’une baisse d’intensité de sollicitation à chaque actionnement. De plus, et comme l’angle parcouru par l’actionneur est moindre que selon l’art antérieur, les temps d’ouverture et de fermeture sont plus courts (par exemple divisés par deux si le bras de levier reliant le levier à la pièce de liaison est deux fois plus long que celui reliant chaque volet à la pièce de liaison). Il est possible de moduler le point de fonctionnement vitesse/couple de ce dernier pour l’adapter à la différence de longueur de bras de levier.
Suivant d’autres caractéristiques optionnelles du dispositif d’obturation prises seules ou en combinaison : - le premier bras de levier est d’une longueur inférieure ou égale à la moitié de la longueur du second bras de levier ;
- la pièce de liaison a une forme en U comprenant deux parois latérales parallèles entre elles reliées par une troisième paroi formant le fond de la pièce de liaison ;
- les volets sont fixés sur des faces externes des parois latérales de la pièce de liaison ;
- le nombre de volets est le même de part et d’autre de la pièce de liaison ;
- le levier est fixé sur des faces internes des parois latérales de la pièce de liaison ; - le premier bras de levier relie la pièce de liaison à un axe de rotation des volets et le second bras de levier relie la pièce de liaison à un axe de rotation du levier ;
- le dispositif d’obturation comprend en outre un actionneur relié au levier ;
- le premier bras de levier est d’une longueur égale à la moitié de la longueur du second bras de levier, l’actionneur ayant une vitesse comprise entre 2 et 15 rotations par minutes et un moment de force compris entre 1 et 6 Newton mètre ;
- le levier est solidaire d’un axe de sortie de l’actionneur ;
- le dispositif d’obturation comprend :
- au moins un premier et un second ensemble de volets pouvant prendre une position ouverte et une position fermée,
- au moins deux leviers configurés pour être entraînés par un actionneur, et
- au moins deux pièces de liaison, chaque pièce de liaison étant fixée à un levier et à un ensemble de volets ;
- le dispositif d’obturation comprend un actionneur configuré pour piloter les deux ensembles de volets ;
- les leviers sont reliés l’un à l’autre par une bielle de liaison ;
On entend par une bielle de liaison, une pièce d’un seul tenant dotée de deux articulations, une à chaque extrémité, dans le but de transmettre une force ou un mouvement. Ainsi, lorsqu’un des leviers est entraîné par l’actionneur, le mouvement est transmis à l’autre levier sans qu’il y ait besoin d’utiliser un second actionneur.
- le premier ensemble de volets est configuré pour être ouvert et fermé avant le second ensemble de volets ;
- chaque levier comprend une came à course morte, un ressort reliant les deux pièces de liaison ;
- un premier levier est configuré pour être entraîné par l’actionneur et un second levier est configuré pour être entraîné par la bielle de liaison ;
- le ressort est configuré pour :
- être tendu lorsque les deux ensembles de volets sont en position fermée, - se détendre de sorte à positionner en position ouverte l’un des ensembles de volets,
- être tendu lorsque les deux ensembles de volets sont en position ouverte ;
- les pièces de liaison comprennent des doigts d’entraînement configurés pour venir en butée dans les cames à course morte des leviers ; et
- les ensembles de volets sont coplanaires ou l’un des ensembles de volets s’étend dans un plan différent de l’autre ensemble de volets.
L’invention concerne également un module de face avant de véhicule automobile comprenant un dispositif d’obturation selon l’invention.
Brève description des figures
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig. 1] la figure 1 est une vue en perspective d’une face arrière d’un dispositif d’obturation selon l’invention ;
[Fig. 2] la figure 2 est une vue en perspective de la partie centrale de la figure 1 illustrant le mécanisme d’entraînement du dispositif d’obturation selon l’invention ;
[Fig. 3] la figure 3 est une vue simplifiée du mécanisme d’entraînement illustré à la figure 2 ;
[Fig. 4] la figure 4 est une vue en coupe du mécanisme d’entraînement du dispositif d’obturation selon l’invention ;
[Fig. 5] la figure 5 est une vue en perspective de la partie inférieure du dispositif d’obturation de la figure 3 ;
[Fig. 6] la figure 6 est une vue en perspective de la partie supérieure du dispositif d’obturation de la figure 3 ;
[Fig. 7] la figure 7 est une vue simplifiée de la figure 6 illustrant l’interaction entre le levier et la pièce de liaison.
Les termes « supérieur(e) », « inférieur(e) », « gauche », « droite », « avant », « arrière », « haut » ou encore « bas » doivent s’entendre comme faisant référence aux différentes orientations prises par un dispositif d’orientation monté sur un module de face avant de véhicule automobile. Description détaillée
On se réfère désormais à la figure 1 illustrant la face arrière d’un dispositif d’obturation 2 pour une entrée d’air de face avant de véhicule automobile.
Le dispositif d’obturation 2 appelé dans le langage anglo-saxon « Air Grille Shutter » est disposé derrière la calandre du véhicule automobile. Il est relié à un ou plusieurs échangeurs d’air et permet de laisser passer l’air provenant de l’extérieur du véhicule automobile sous le capot moteur ou d’interdire le passage de l’air sous le capot moteur du véhicule automobile.
Le dispositif d’obturation 2 comprend un cadre support 4 présentant quatre flancs et supportant, comme nous allons le voir par la suite, des volets mobiles ainsi qu’un mécanisme d’entraînement de ces derniers. Le cadre support 4 peut permettre une fixation du dispositif d’obturation 2 à un module avant d’un véhicule automobile.
Le cadre support 4 peut également comprendre des structures alvéolaires s’étendant par exemple entre des ensembles de volets.
Dans l’exemple illustré, le dispositif d’obturation 2 comprend deux ensembles 6a et 6b de volets 8 (seul un volet est référencé pour une question de lisibilité des figures). Le nombre d’ensembles de volets pourrait être différent de celui de l’exemple illustré. Les volets 8 sont mobiles en rotation entre une première position extrémale fermée (illustrée sur les figures) et une deuxième position extrémale ouverte. Un axe de rotation A est illustré sur la figure 2 pour deux volets 18 alignés. De manière classique, l’angle de rotation des volets 8 est de 90° entre ces deux positions extrémales (cet angle pourrait être différent).
Dans l’exemple illustré, chaque ensemble de volets 6a et 6b est divisé en deux parties gauche et droite. Chaque volet 8 de chaque partie comprend une extrémité fixée mobile en rotation au cadre support 4 et une autre extrémité fixée mobile en rotation à une pièce de liaison 10. Ces fixations permettent une rotation des volets 8 comme expliqué ci- dessus. Les pièces de liaison 10 ont dans l’exemple illustré une forme en U comprenant deux parois latérales 12 et 14 parallèles entre elles reliées par une troisième paroi 16 formant le fond des pièces de liaison 10. Cela est bien visible sur la figure 7 par exemple. Les volets 8 peuvent être fixés, comme illustré sur les figures, par exemple 5 et 6, aux parois latérales 12 et 14 des pièces de liaison 10. Le nombre de volets 8 peut être, comme dans l’exemple illustré, le même de chaque côté des pièces de liaison 10.
Les ensembles de volets 6a et 6b sont, dans l’exemple illustré, coplanaires mais pourraient également s’étendre dans des plans différents. Il peut en être de même pour les parties gauche et droite de chaque ensemble de volets 6a et 6b.
Le dispositif d’obturation 2 comprend également au moins un levier 18, trois leviers 18 dans l’exemple illustré visibles sur les figures 5 et 6. Chacun des leviers 18 est agencé pour être mis en mouvement par un actionneur 20, directement ou indirectement.
Chaque levier 18 est fixé à une pièce de liaison 10 de manière à pouvoir mettre cette dernière en mouvement. Dans l’exemple illustré sur les figures, chaque levier 18 est fixé sur les faces internes des parois latérales 12 et/ou 14 de la pièce de liaison 10. Toujours dans cet exemple, deux leviers 18 sont solidaires d’un axe de sortie de l’actionneur 20 et partagent le même axe de rotation B, parallèle à l’axe de rotation A, que celui de l’axe de sortie de l’actionneur 20.
Chaque levier 18 comprend une première extrémité 22 fixée à une bielle de liaison 26 et une seconde extrémité 24 reliée à la pièce de liaison 10 (visibles sur les figures 6 et 7). Ainsi, et comme nous le verrons par la suite, l’actionneur 20 peut piloter les deux ensembles de volets 6a et 6b.
Le dispositif d’obturation 2 de l’exemple illustré comprend donc un premier ensemble et un second ensemble de volets 6a et 6b pouvant prendre une position ouverte et une position fermée, trois leviers 18 pouvant être entraînées par un actionneur 20, l’actionneur permettant de piloter les deux ensembles de volets 6a et 6b, ainsi que deux pièces de liaison 10 reliées, comme décrit plus haut, aux leviers 18 et aux volets 8. Une bielle de liaison 26, visible sur la figure 2, relie les extrémités 22 des leviers 18 entre elles, les extrémités 24 des leviers 18 étant reliées aux pièces de liaison 10. Les leviers 18 solidaires de l’actionneur 20 sont entraînés avec ce dernier, le levier 18 relié à la bielle de liaison 26 est entraîné par cette dernière. Comme expliqué ci-dessus, le nombre d’ensemble de volets (et de volets composant un ensemble), de leviers, de pièces de liaison, d’actionneur peuvent être différents de ceux du présent exemple.
Le fonctionnement générique du dispositif d’obturation 2 peut être le suivant :
- L’actionneur 20 est tout d’abord activé, ce qui se traduit par une rotation de l’axe de sortie (confondu axe l’axe de rotation B) de ce dernier. Les leviers 18 solidaires de l’axe de rotation de l’actionneur 20 pivote également.
- La pièce de liaison 10 reliée aux actionneurs 18 ayant pivotés est également mise en mouvement (mouvement circulaire), ce qui conduit à une ouverture des volets 8 fixés à cette pièce de liaison, ici les volets 8 de l’ensemble de volets 6b.
- La rotation des leviers 18 solidaires de l’actionneur 20 conduit à un déplacement (une course circulaire également) de la bielle de liaison 26 à laquelle ils sont fixés. Cela conduit à une rotation du levier 18 non relié à l’actionneur et permettant l’ouverture des volets 8 de l’ensemble de volets 6a. Ce dernier met en mouvement la pièce de liaison 10 à laquelle il est relié, ce qui conduit à une ouverture des volets 8 reliés à cette pièce de liaison 10.
- Pour la fermeture des volets, l’actionneur 20 est activé en sens inverse, ce qui conduit à une série de déplacements ramenant le dispositif d’obturation 2 à l’état initial.
Dans le cas d’une pluralité d’ensemble de volets, par exemple 6a et 6b, l’ouverture des ensembles de volets peut être simultanée ou asynchrone (i.e. un ensemble de volets s’ouvrant avant l’autre).
L’exemple illustré sur les figures permet une telle ouverture asynchrone. Pour cela, il comprend un ressort de traction 28, visible sur les figures 3 et 4, reliant les pièces de liaison 10 entre elles et agencé pour tirer les pièces de liaison l’une vers l’autre. Le ressort de traction 28 est configuré pour :
- être tendu lorsque les deux ensembles de volets 6a et 6b sont en position fermée,
- se détendre de sorte à positionner en position ouverte l’un des ensembles de volets,
- être tendu lorsque les deux ensembles de volets 6a et 6b sont en position ouverte. Le ressort de traction pourrait être remplacé par tout élément permettant de remplir les mêmes fonctions que ce dernier.
De plus, chaque levier 18 comprend une came à course morte 30 pouvant collaborée avec un doigt d’entraînement 32 (visible sur la figure 7) des pièces de liaison 10. En d’autres termes, un levier 18 ne sera apte à déplacer une pièce de liaison 10 que lorsque le doigt d’entraînement 32 est en butée dans la came à course morte. Les doigts d’entraînement s’étendent, dans l’exemple illustré, à partir des faces internes des parois latérales 12 et 14 des pièces de liaison 10.
Dans le cadre d’une ouverture asynchrone, le procédé de pilotage du dispositif d’obturation 2 est le suivant.
A l’état initial, les deux ensembles de volets 6a et 6b sont à l’état fermé. Le ressort de traction 28 est étiré vers le haut par la pièce de liaison 6a et vers le bas par la pièce de liaison 6b. Le doigt d’entraînement 32 collaborant avec la came à course morte 30 du levier 18 non relié à l’actionneur 20 est en butée dans cette dernière.
L’actionneur 20 est actionné une première fois (première rotation), ce qui conduit à l’ensemble des mouvements décrits plus haut en ce qui concerne les leviers 18 ainsi que la bielle de liaison 26. Dans cet exemple, le levier 18 non lié à l’actionneur 20, et mis en mouvement par la bielle de liaison 26, déplace la pièce de liaison 10 avec laquelle il collabore vers le bas (car le doigt d’entraînement 32 est en butée dans la came à course morte), ce qui conduit à une ouverture des volets 8 de l’ensemble de volets 6a. Le ressort de traction 28 se détend lorsque la pièce de liaison 10 qui a été mise en mouvement se déplace vers le bas (i.e. il est plus court qu’à l’état initial).
Concernant l’ensemble de volets 6b, les leviers 18 solidaires de l’actionneur 20 glissent le long des doigts d’entraînement 32 avec lesquels ils collaborent sans que cela ne conduise à un mouvement de la pièce de liaison 10 comprenant ces doigts d’entraînement.
Dans cette position, les volets 8 de l’ensemble de volets 6a sont ouverts et ceux de l’ensemble de volets 6b sont fermés.
L’actionneur 20 est activé une seconde fois (seconde rotation), ce qui conduit à une rotation des leviers 18 solidaires de ce dernier. Les doigts d’entraînement 32 de la pièce de liaison 10 reliée à ces leviers 18 étant en butée dans les cames à course morte 30, la pièce de liaison est déplacée vers le bas (comme c’était le cas pour l’autre pièce de liaison 10 lors de la première rotation), ce qui conduit à étendre de nouveau de ressort de traction 28 et à ouvrir les volets 8 de l’ensemble de volets 6b.
Concernant l’ensemble de volets 6a, ce dernier reste en position ouverte. La came à course morte 30 du levier 18 distant de l’actionneur 20 glisse le long du doigt d’entraînement 32 avec laquelle elle collabore (du fait du mouvement transmis par la bielle de liaison 26) sans que cela ne conduise à un mouvement supplémentaire de la pièce de liaison 10.
Dans cette position, les deux ensembles de volets 6a et 6b sont ouverts.
En ce qui concerne la fermeture des ensembles de volets 6a et 6b, l’actionneur 20 est activé deux fois dans le sens inverse de celui permettant leur ouverture, ce qui conduit à la fermeture de l'ensemble de volets 6b puis à celle de l’ensemble de volets 6a avec un retour à l’état initial.
Dans le cas d’une ouverture asynchrone, il est possible de prévoir qu’un ensemble de volets s’ouvre alors que l’autre reste fermé, puis que l’autre ensemble de volets s’ouvre. Il serait également possible, en jouant par exemple sur la longueur des cames à course morte 30 et sur la course angulaire de l’actionneur 20 lors d’une activation (supérieure à la longueur de la came à course morte 32), pour que le second ensemble de volets commence à s’ouvrir lorsque le premier ensemble est en cours d’ouverture.
Selon l’invention, un premier bras de levier reliant chaque volet 8 à une pièce de liaison 10 est plus court qu’un second bras de levier reliant chaque levier 18 à cette même pièce de liaison 10.
Le premier bras de levier correspond à la distance entre l’axe de rotation de chaque volet 8 et son point d’attache à la pièce de liaison 10. Le second bras de levier correspond à la distance entre l’axe de rotation de chaque levier 18 et son point d’attache à la pièce de liaison (pouvant être le centre du doigt d’entraînement 32 collaborant avec la came à course morte 30 dans le cas décrit ci-dessus).
Grâce à cela, le levier peut pivoter d’un angle inférieur à 90° pour permettre une rotation de 90° des volets 8. La rotation des leviers 18 étant identique à celle de l’actionneur 20 (par liaison directe à ce dernier ou transfert d’effort via la bielle de liaison 26), l’axe de sortie de l’actionneur 20 pivote donc d’un angle inférieur à 90°. Compte tenu de la répétition importante du nombre de cycle d’activation de l’actionneur 20, notamment dans le cas d’une ouverture asynchrone comme décrit ci-dessus, une telle architecture permet une préservation de l’actionneur 20 qui est moins sollicité à chaque activation.
La différence d’angle parcouru est proportionnelle à la différence de longueur entre les deux bras de levier. Comme expliqué plus haut, la différence de longueur de bras de levier permet une ouverture et une fermeture plus rapide des volets 8.
Dans un cas préférentiel, le premier bras de levier est d’une longueur égale à la moitié du second bras de levier. Dans ce cas, l’actionneur 20, et par conséquent les leviers 18, pivotent d’un angle égal à 45° pour permettre une ouverture de 90° des volets 8. Les vitesses d’ouverture et de fermeture des volets 8 sont également divisées par deux. Bien évidemment, le rapport de longueur entre les deux bras de levier pourrait être différent (le premier bras de levier étant par exemple égal à 40% ou à 60% de la longueur du second bras de levier), ce qui modifierait par conséquent la différence d’angles parcourus par d’une part les volets 8 et d’autre les leviers 18 et l’actionneur 20 (l’angle parcouru par les leviers 18 et l’actionneur 20 serait égal à 40% ou à 60% de celui parcouru par les volets 8).
Dans le cas d’une ouverture asynchrone telle que décrit ci-dessus, l’actionneur 20 est activé deux fois pour permettre une ouverture des deux ensembles de volets 6a et 6b.
Lorsque les bras de levier sont d’une longueur identique, l’actionneur 20 doit effectuer deux rotations de 90°, tout comme les leviers 18, pour permettre une première rotation de 90° des volets 8 de l’ensemble de volets 6a puis une seconde rotation de 90° des volets 8 de l’ensemble de volets 6b. La rotation complète de l’actionneur est donc de 180°. Or, les actionneurs 20 classiquement utilisés dans ce type de dispositifs ont une plage de fonctionnement optimale comprise entre 0° et 90° voire 100°. En d’autres termes, et à chaque ouverture/fermeture du dispositif d’obturation, l’actionneur 20 est sollicité dans des proportions allant au-delà de sa plage de fonctionnement standard, ce qui pourrait conduire à une usure prématurée de ce dernier.
Si on limite la longueur du premier bras de levier à la moitié du second bras de levier, l’actionneur n’opérera que deux rotations de 45° maximum pour une ouverture complète de 90° des deux ensembles de volets 6a et 6b. Cela contribue à la préservation de l’actionneur 20 en le faisant fonctionner dans sa plage de fonctionnement optimal.
L’actionneur 20 et les leviers 18 n’ont pas un angle de départ obligatoirement égal à 0°, mais par exemple égal à 45°par rapport à un axe longitudinal des pièces de liaison 10. Dans le cas d’un premier bras de levier d’une longueur égale à la moitié du second bras de levier, l’ouverture du premier ensemble de volets 6a conduit l’actionneur 20 et les volets 18 à passer de cet angle de 45° à un angle de 90° et l’ouverture du deuxième ensemble de volets 6b conduit l’actionneur 20 et les volets 18 à passer de cet angle de 90° à un angle de 135° (l’angle cumulé est bien égal à 90°).
Dans l’art antérieur, les leviers et notamment les cames à course morte sont dimensionnées pour permettre une rotation de -90° à +90° (avec une position intermédiaire à 0°) car cela correspond aux deux rotations de 90° de l’actionneur dans un sens puis dans l’autre pour ouvrir et fermer les volets. Cet intervalle est plus petit avec une différence de longueur de bras de levier et proportionnel à cette différence de longueur. Par exemple, et dans le cas d’un premier bras de levier d’une longueur égale à la moitié du second bras de levier, les cames à course morte 30 peuvent effectuer une rotation entre -45° et +45° dans un sens ou dans l’autre pour ouvrir et fermer les volets 8. On a donc une modification du dimensionnement des leviers 18.
Afin d’adapter l’actionneur 20 à la différence de longueur de bras de levier, il est possible de redéfinir le point de fonctionnement vitesse/couple de l’actionneur 20. Par exemple, la vitesse de l’actionneur 20 peut être comprise entre 2 et 15 rotations par minute, de préférence entre 2 et 4 rotations par minute et encore plus préférentiellement égale à 3 rotations par minutes, et le moment de force peut être compris entre 1 et 6 Newton mètre, de préférence entre 1 et 3 Newton mètre et encore plus préférentiellement égal à 1 ,63 Newton mètre.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.
Il est notamment possible de modifier le nombre d’ensemble de volets, de leviers ou encore de pièce de liaison du dispositif d’obturation, tout comme le fait d’avoir une ouverture synchronisée ou non des différents ensembles de volets formant le dispositif d’obturation. Liste de références
2 : dispositif d’obturation 4 : cadre support
6a, 6b : ensembles de volets 8 : volets
10 : pièces de liaison 12, 14, 16 : parois des pièces de liaison 18 : leviers
20 : actionneur
22, 24 : extrémités des leviers 26 : bielle de liaison
28 : ressort de traction 30 : cames à course morte
32 : doigts d’entraînement
A : axe de rotation des volets B : axe de rotation de l’actionneur

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif d’obturation (2) pour une entrée d’air de face avant de véhicule automobile comprenant :
- un cadre support (4) présentant quatre flancs,
- au moins un levier (18) configuré pour être mis en mouvement par un actionneur (20),
- au moins une pièce de liaison (10) à laquelle est fixé le levier (18) et configurée pour être mise en mouvement par le levier (18), et
- au moins un ensemble de volets (6a, 6b) mobiles en rotation, fixés à la pièce de liaison (10) et configurés pour être mis en mouvement entre une première position extrémale ouverte et une deuxième position extrémale fermée par la pièce de liaison (10), caractérisé en ce qu’un premier bras de levier reliant chaque volet (8) à la pièce de liaison (10) est plus court qu’un second bras de levier reliant le levier (18) à la pièce de liaison (10), et en ce que le dispositif d’obturation comprend :
- au moins un premier et un second ensemble de volets pouvant prendre une position ouverte et une position fermée,
- au moins deux leviers configurés pour être entraînés par un actionneur, et
- au moins deux pièces de liaison, chaque pièce de liaison étant fixée à un levier et à un ensemble de volets, les leviers étant reliés l’un à l’autre par une bielle de liaison.
[Revendication 2] Dispositif d’obturation selon la revendication 1 , dans lequel le premier bras de levier est d’une longueur inférieure ou égale à la moitié de la longueur du second bras de levier.
[Revendication 3] Dispositif d’obturation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel des volets sont situées de part et d’autre de la pièce de liaison et le nombre de volets est le même de part et d’autre de la pièce de liaison.
[Revendication 4] Dispositif d’obturation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier bras de levier relie la pièce de liaison à un axe de rotation des volets et le second bras de levier relie la pièce de liaison à un axe de rotation du levier.
[Revendication 5] Dispositif d’obturation selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant un actionneur, dans lequel le premier bras de levier est d’une longueur égale à la moitié de la longueur du second bras de levier, l’actionneur ayant une vitesse comprise entre 2 et 15 rotations par minutes et un moment de force compris entre 1 et 6 Newton mètre.
[Revendication 6] Dispositif d’obturation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier ensemble de volets est configuré pour être ouvert et fermé avant le second ensemble de volets.
[Revendication 7] Dispositif d’obturation selon l’une quelconque des revendications précédentes, le dispositif d’obturation comprenant un actionneur configuré pour piloter les deux ensembles de volets.
[Revendication 8] Dispositif d’obturation selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les ensembles de volets sont coplanaires ou l’un des ensembles de volets s’étend dans un plan différent de l’autre ensemble de volets.
[Revendication 9] Module de face avant de véhicule automobile comprenant un dispositif d’obturation selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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