FR3044589A1 - AERODYNAMIC RIM TRIM - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un enjoliveur pour une jante. Il comporte un flasque apte à être fixé à la jante, le flasque comportant au moins une ouverture. Il comporte également un volet apte à fermer et ouvrir ladite ouverture sous l'action de moyens d'actionnement. Les moyens d'actionnement incluent un réservoir à volume variable contenant un fluide apte à se contracter et se dilater sous l'effet convectif d'un flux d'air, la variation du volume du réservoir qui en résulte entrainant le volet. Application : automobileThe invention relates to a hubcap for a rim. It comprises a flange adapted to be attached to the rim, the flange having at least one opening. It also comprises a shutter adapted to close and open said opening under the action of actuating means. The actuating means include a variable volume reservoir containing a fluid adapted to contract and expand under the convective effect of an air flow, the variation of the volume of the resulting reservoir causing the flap. Application: automobile
Description
Projet P J-15-0423 Enjoliveur de jante aérodynamiqueProject P J-15-0423 Aerodynamic Rim Cover
Domaine technique :Technical area :
La présente invention concerne un enjoliveur de jante, notamment pour véhicule automobile. Mais elle peut s’appliquer également à tout type de véhicule monté sur jantes.The present invention relates to a hubcap, especially for a motor vehicle. But it can also apply to any type of vehicle mounted on rims.
Art antérieur et problème technique :Prior art and technical problem:
La diminution de la consommation de carburant et des émissions polluantes des véhicules automobiles passe par l’amélioration de l’aérodynamique. Or l’aérodynamique latérale d’un véhicule automobile, c’est-à-dire le flux d’air qui circule le long des éléments latéraux de carrosserie, tels que les ailes et les portières, se trouve dégradé pas le flux d’air sortant des jantes, qui vient créer des turbulences dans ce flux laminaire. Il s’agit là d’une problématique que la présente invention se propose de résoudre.The reduction in fuel consumption and pollutant emissions of motor vehicles requires improved aerodynamics. Or the lateral aerodynamics of a motor vehicle, that is to say the flow of air flowing along the side body elements, such as the wings and doors, is degraded not the air flow coming out of the rims, which comes to create turbulence in this laminar flow. This is a problem that the present invention proposes to solve.
Une solution classique consiste à équiper chaque jante d’un flasque qui occulte complètement les parties ajourées de la jante, de manière à bloquer purement et simplement le flux d’air sortant de la jante. Un inconvénient de cette solution, c’est qu’elle entraîne une chute importante des performances de freinage, les disques de frein montant rapidement en température par manque de ventilation.A conventional solution is to equip each rim with a flange which completely obscures the perforated parts of the rim, so as to block purely and simply the air flow out of the rim. A disadvantage of this solution is that it causes a significant drop in braking performance, brake discs rising rapidly in temperature due to lack of ventilation.
Dans le but de pallier cet inconvénient, le brevet EP0145487B1 décrit un enjoliveur de jante qui n’empêche pas la ventilation des freins : il comporte des aérations à volets thermo-pilotés pouvant s’ouvrir sous l’action d’un élément à mémoire de forme, qui passe d’une forme raccourcie à une forme allongée sous l’effet de la chaleur dégagée par les freins. Un premier inconvénient de cette solution à base d’un matériau à mémoire de forme, c’est la difficulté de mise au point, à cause notamment de la grande amplitude de déplacement du volet à couvrir en regard des capacités de déformation de la plupart des matériaux à mémoire de forme. Un autre inconvénient de cette solution à base d’un matériau à mémoire de forme, c’est le coût élevé de tels matériaux. Il s’agit là encore d’inconvénients que la présente invention se propose de résoudre.In order to overcome this drawback, the patent EP0145487B1 describes a hubcap that does not prevent the ventilation of the brakes: it comprises vents with thermo-controlled flaps that can be opened under the action of a memory element. shape, which goes from a shortened shape to an elongated shape under the effect of the heat released by the brakes. A first disadvantage of this solution based on a shape memory material is the difficulty of development, due in particular to the large range of displacement of the flap to be covered with respect to the deformation capabilities of most shape memory materials. Another disadvantage of this solution based on a shape memory material is the high cost of such materials. These are again disadvantages that the present invention proposes to solve.
Reprise des revendications : L’invention a notamment pour but de simplifier la mise au point d’un flasque de jante à volets thermo-pilotés, afin notamment d’en réduire le coût. A cet effet, l’invention a pour objet un enjoliveur pour une jante. Il comporte un flasque apte à être fixé à la jante, le flasque comportant au moins une ouverture. Il comporte également un volet apte à fermer et ouvrir ladite ouverture sous l’action de moyens d’actionnement. Les moyens d’actionnement incluent un réservoir à volume variable contenant un fluide apte à se contracter et se dilater sous l’effet convectif d’un flux d’air, la variation du volume du réservoir qui en résulte entraînant le volet.Resumption of claims: The invention aims in particular to simplify the development of a rim flange with thermo-controlled flaps, in particular to reduce the cost. For this purpose, the invention relates to a hubcap for a rim. It comprises a flange adapted to be attached to the rim, the flange having at least one opening. It also comprises a shutter adapted to close and open said opening under the action of actuating means. The actuating means include a variable volume reservoir containing a fluid adapted to contract and expand under the convective effect of an air flow, the variation of the volume of the reservoir resulting therefrom causing the flap.
Dans un mode de réalisation avantageux, le volet peut être apte, sous l’effet de variation de volume du réservoir, à pivoter autour d‘un axe radial à la jante, de sorte à fermer et ouvrir l’ouverture.In an advantageous embodiment, the flap can be adapted, under the effect of volume variation of the reservoir, to pivot about a radial axis to the rim, so as to close and open the opening.
Dans un mode de réalisation avantageux, l’enjoliveur peut comporter un volant pouvant lui-même comporter un moyeu central relié par une pluralité de branches à un cadre périphérique circulaire, le moyeu pouvant être relié au centre du flasque par une liaison à pivot dont l’axe de rotation est l’axe de rotation de la jante, les moyens d’actionnement pouvant relier un point radial du flasque à un point radial du volant de telle sorte que la variation du volume du réservoir entraîne le volant en rotation par rapport au flasque, le mouvement relatif du volant par rapport au flasque pouvant actionner le volet par l’intermédiaire de moyens d’appui et de moyens de rappel.In an advantageous embodiment, the hubcap may comprise a steering wheel which itself may comprise a central hub connected by a plurality of branches to a circular peripheral frame, the hub being connectable to the center of the flange by a pivot connection of which the the axis of rotation is the axis of rotation of the rim, the actuating means being able to connect a radial point of the flange to a radial point of the steering wheel so that the variation of the volume of the reservoir causes the steering wheel to rotate relative to the flaccid, the relative movement of the wheel relative to the flange can actuate the flap by means of support means and return means.
Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens d’appui peuvent inclure une butée appartenant au volet, contre laquelle une rampe appartenant au volant peut venir appuyer lorsque ledit volant tourne dans un sens par rapport au flasque sous l’effet de dilatation du fluide, de manière à ouvrir le volet, et en ce que les moyens de rappel peuvent inclure au moins un ressort disposé de manière à refermer le volet lorsque le volant tourne dans l’autre sens par rapport au flasque sous l’effet de contraction du fluide.In an advantageous embodiment, the support means may include an abutment belonging to the flap, against which a ramp belonging to the steering wheel can come to bear when said flywheel rotates in one direction with respect to the flange under the effect of expansion of the fluid, so as to open the flap, and in that the return means may include at least one spring arranged to close the flap when the wheel rotates in the other direction relative to the flange under the effect of contraction of the fluid.
Dans un mode de réalisation avantageux, les moyens d’actionnement peuvent relier un point radial du flasque à une branche du volant.In an advantageous embodiment, the actuating means can connect a radial point of the flange to a branch of the steering wheel.
Dans un mode de réalisation avantageux, la rampe peut être disposée sur le cadre périphérique circulaire du volant.In an advantageous embodiment, the ramp may be disposed on the circular peripheral frame of the steering wheel.
Dans un mode de réalisation avantageux le fluide peut être gazeux.In an advantageous embodiment, the fluid may be gaseous.
La présente invention a également pour objet une jante pour véhicule automobile comportant un tel enjoliveur, ainsi qu’un véhicule automobile comportant une telle jante, le flux d’air étant issu d’un disque de frein dudit véhicule.The present invention also relates to a rim for a motor vehicle comprising such a hubcap, and a motor vehicle comprising such a rim, the air flow coming from a brake disc of said vehicle.
Avantages :Advantages :
La présente invention a pour principal avantage que l’amplitude de mouvement que l’on peut obtenir par l’effet de dilatation d’un fluide est particulièrement adaptée au pilotage d’un système d’ouverture et de fermeture des volets d’un enjoliveur.The present invention has the main advantage that the range of motion that can be obtained by the expansion effect of a fluid is particularly suitable for controlling a system for opening and closing the flaps of a hubcap .
Description des figures : D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’aide de la description qui suit faite en regard des figures 1a, 1b, 1c, 1 d, 1e, 2a, 2b, 3a et 3b annexées, qui illustrent un même mode de réalisation de l’invention.Description of the Figures: Other features and advantages of the invention will become apparent with the aid of the following description made with reference to FIGS. 1a, 1b, 1c, 1d, 1e, 2a, 2b, 3a and 3b appended, which illustrate a same embodiment of the invention.
Description de l’invention à partir des figures :Description of the invention from the figures:
La figure 1a est une vue intérieure d’un enjoliveur selon l’invention pour une jante de véhicule automobile, c’est-à-dire une vue de sa face à mettre en regard de la jante, et la figure 1 b est une vue extérieure du même enjoliveur, c’est-à-dire une vue de sa face destinée à être visible. L’enjoliveur comporte un flasque circulaire 1 comprenant cinq ouvertures quasiment triangulaires formant des aérations, fermées par des volets 2 aptes à pivoter autour de liaisons à pivots 3 disposées en zone périphérique du flasque 1 et de liaisons à pivots 3’ disposés en zone centrale du flasque 1. Pour chacun des cinq volets, la liaison à pivot 3 pivote autour d’un même axe radial du flasque 1 que la liaison à pivot 3’. Les liaisons à pivots 3 sont munies de ressorts de rappel 4, de type à torsion à came, comme illustré par la figure 1e. Il faut bien comprendre que, dans un mode de réalisation alternatif, on pourrait imaginer des volets coulissants plutôt que des volets pivotants. L’enjoliveur selon l’invention comporte également un volant 5 comportant un moyeu central relié par cinq branches radiales à un cadre périphérique circulaire. Ce volant 5 est relié au flasque 1 par l’intermédiaire de plusieurs liaisons mobiles. Tout d’abord, le moyeu central du volant 5 est relié au centre du flasque 1 par l’intermédiaire d’une liaison à pivot apte à pivoter autour de l’axe de rotation de la jante. Ensuite, deux branches non successives du volant 5 sont également reliées à deux plots 11 solidaires du flasque 1 par l’intermédiaire de deux cartouches de gaz 6, mieux illustrées sur les figures 3a et 3b.Figure 1a is an inside view of a hubcap according to the invention for a motor vehicle rim, that is to say a view of its face to be placed opposite the rim, and Figure 1b is a view exterior of the same hubcap, that is to say a view of his face to be visible. The hubcap comprises a circular flange 1 comprising five almost triangular openings forming vents, closed by flaps 2 pivotable about pivot connections 3 disposed in the peripheral zone of the flange 1 and pivot connections 3 'arranged in the central zone of the flange 1. flange 1. For each of the five flaps, the pivot connection 3 pivots about the same radial axis of the flange 1 as the pivot connection 3 '. The pivot connections 3 are provided with return springs 4, of the cam twist type, as illustrated in FIG. 1e. It should be understood that, in an alternative embodiment, one could imagine sliding flaps rather than pivoting flaps. The hubcap according to the invention also comprises a steering wheel 5 comprising a central hub connected by five radial branches to a circular peripheral frame. This flywheel 5 is connected to the flange 1 via a plurality of mobile links. Firstly, the central hub of the flywheel 5 is connected to the center of the flange 1 via a pivot connection pivotable about the axis of rotation of the rim. Then, two non-successive branches of the flywheel 5 are also connected to two studs 11 secured to the flange 1 by means of two gas cartridges 6, better illustrated in Figures 3a and 3b.
Dans le présent exemple de réalisation, chaque cartouche de gaz 6 a un corps 61 formé de deux parties cylindriques creuses 611 et 612adjacentes partageant un même axe mais ayant des diamètres différents. Les corps creux de ces deux parties cylindriques 611 et 612 communiquent directement par une de leurs extrémités respectives, qui sont jointives pour former un réservoir.. La partie cylindrique 611 de plus grand diamètre est fermée à son extrémité opposée à la partie 612 par un bouchon d’étanchéité 613. Cette extrémité bouchée de la partie 611 est solidaire d’un des plots 11 par une liaison fixe : par exemple, l’extrémité bouchée de la partie 611 peut être emboîtée en force dans le plot 11, qui peut présenter en son propre corps un creux cylindrique apte à accueillir la partie 611. La partie cylindrique 612 de plus petit diamètre est fermée à son extrémité opposée à la partie 611 par une tige pleine 63 apte à coulisser dans cette partie 612. La tige 63, quant à elle, peut venir simplement en appui contre une branche du volant 5, allant contre la force de rappel de ressorts 7. Les corps creux des parties cylindriques adjacentes 611 et 612, qui communiquent directement l’un avec l’autre pour former un réservoir à volume variable, sont remplis d’un gaz dont la nature (de l’air par exemple) et la quantité dépendent des dimensions du corps 61 : ils sont choisis de sorte que, en dessous d’un seuil inférieur de température prédéterminé, la tige 63 dépasse de la partie 612 d’une petite longueur f prédéterminée (le gaz étant dans un état de contraction maximum dans la cartouche 6) et de sorte que, au-dessus d’un seuil supérieur de température prédéterminé, la tige 63 dépasse de la partie 612 d’une grande longueur L prédéterminée (le gaz étant dans un état de dilatation maximum dans la cartouche 6) supérieure à la petite longueur f. Cet état de dépassement de la tige 63 d’une grande longueur L correspond à un état de butée cette tige 63, qui comporte en effet une butée discale 631 à son extrémité coulissant à l’intérieur de la partie 612. Avantageusement, cette butée 631 peut comporter, sur sa circonférence au contact avec la paroi intérieure de la partie 612, des moyens d’étanchéité afin d’empêcher le gaz de s’échapper lorsque la tige 63 coulisse. En coulissant ainsi, la tige 63 fait varier le volume du réservoir formé par les parties 611 et 612. La calibration des cartouches de gaz 6, de sorte qu’elle puisse passer de l’état de contraction maximum (longueur f) à l’état de dilatation maximum du gaz (longueur L), ceci à pression sensiblement constante dans la cartouche 6, dépend de nombreux paramètres dimensionnels qui varient avec la taille de la jante et donc avec le type de véhicule. A cet égard, il est important de noter que la différence de diamètre entre les parties 611 et 612 présente une importance : cette différence permet une amplification du déplacement de la tige 63 en fonction de la température, cette amplification étant égale au rapport de l’écart entre les rayons des parties 611 et 612. Ainsi, à l’état froid illustré par la figure 3a, le gaz est contenu uniquement dans le corps creux de la partie 611 de grand diamètre. Quand le gaz chauffe et se dilate, il pousse la tige 63 qui coulisse dans la partie 612 de plus faible diamètre, comme illustré par la figure 3b : la cartouche 6 s’allonge.In the present embodiment, each gas cartridge 6 has a body 61 formed of two hollow cylindrical portions 611 and 612adjacent sharing a same axis but having different diameters. The hollow bodies of these two cylindrical portions 611 and 612 communicate directly by one of their respective ends, which are contiguous to form a reservoir. The cylindrical portion 611 of larger diameter is closed at its end opposite the portion 612 by a plug. This plugged end of the portion 611 is secured to one of the studs 11 by a fixed connection: for example, the plugged end of the part 611 can be nested in force in the stud 11, which can have its own body a cylindrical hollow adapted to accommodate the portion 611. The cylindrical portion 612 of smaller diameter is closed at its end opposite the portion 611 by a solid rod 63 slidable in this portion 612. The rod 63, as to it can simply come to bear against a branch of the steering wheel 5, going against the restoring force of the springs 7. The hollow bodies of the adjacent cylindrical parts 611 and 612, which uniquely connect with each other to form a variable volume reservoir, are filled with a gas whose nature (air for example) and the quantity depend on the dimensions of the body 61: they are chosen so that below a predetermined lower temperature threshold, the rod 63 protrudes from the portion 612 by a predetermined small length (the gas being in a state of maximum contraction in the cartridge 6) and so that, above of a predetermined upper temperature threshold, the rod 63 protrudes from the portion 612 of a large length L predetermined (the gas being in a state of maximum expansion in the cartridge 6) greater than the short length f. This state of protrusion of the rod 63 of a great length L corresponds to a state of abutment this rod 63, which in fact comprises a disc stop 631 at its end sliding inside the part 612. Advantageously, this stop 631 may comprise, on its circumference in contact with the inner wall of the portion 612, sealing means to prevent the gas from escaping when the rod 63 slides. By sliding thus, the rod 63 varies the volume of the tank formed by the parts 611 and 612. The calibration of the gas cartridges 6, so that it can move from the maximum state of contraction (length f) to the state of maximum expansion of the gas (length L), this at substantially constant pressure in the cartridge 6, depends on many dimensional parameters that vary with the size of the rim and therefore with the type of vehicle. In this respect, it is important to note that the difference in diameter between the parts 611 and 612 is important: this difference makes it possible to amplify the displacement of the rod 63 as a function of the temperature, this amplification being equal to the ratio of the the gap between the radii of the parts 611 and 612. Thus, in the cold state illustrated in Figure 3a, the gas is contained only in the hollow body of the portion 611 of large diameter. When the gas heats and expands, it pushes the rod 63 which slides in the smaller diameter portion 612, as shown in FIG. 3b: the cartridge 6 elongates.
Ainsi, lorsque le gaz dans les cartouches 6 est en dessous d’un seuil de température, les volets 2 sont maintenus fermés par les ressorts de rappel à came 4, comme illustré par la figure 1c. Dans cette position fermée, chaque volet 2 vient en appui sous l’effet de la force de rappel contre le cadre circulaire du volant 5 par l’intermédiaire d’une butée 21.Thus, when the gas in the cartridges 6 is below a temperature threshold, the shutters 2 are kept closed by the cam return springs 4, as shown in Figure 1c. In this closed position, each flap 2 comes into abutment under the effect of the restoring force against the circular frame of the steering wheel 5 by means of a stop 21.
Lorsque le gaz monte en température dans les cartouches 6, sous l’effet d’un flux d’air chaud issu des disques de freins et piégé derrière le flasque 1, les cartouches 6 s’allongent et entraînent le volant 5 dans un mouvement de rotation autour de l’axe de rotation de la jante, dans le sens inverse des aiguilles d’une montre comme l’illustre la flèche sur la figure 1a. Comme illustré par la figure 1 d, le cadre circulaire du volant 5 comporte, en regard de chaque butée 21, une rampe 51 qui, au cours du mouvement de rotation du volant 5, vient pousser ladite butée 21 pour l’éloigner de la jante, de sorte que chaque volet 2 pivote autour de l’axe des liaisons 3 et 3’, contre la force de rappel du ressort 4. Tous les volets 2 étant ouverts simultanément, l’air chaud venant des freins peut alors s’échapper dans les cinq aérations, permettant de refroidir efficacement les freins par convection naturelle.When the gas rises in temperature in the cartridges 6, under the effect of a hot air flow coming from the brake discs and trapped behind the flange 1, the cartridges 6 lengthen and drive the steering wheel 5 in a movement of rotation about the axis of rotation of the rim, in the opposite direction of clockwise as shown in the arrow in Figure 1a. As illustrated by FIG. 1 d, the circular frame of the steering wheel 5 comprises, facing each stop 21, a ramp 51 which, during the rotational movement of the flywheel 5, pushes said stop 21 to move it away from the rim , so that each flap 2 pivots about the axis of the links 3 and 3 ', against the restoring force of the spring 4. All the flaps 2 being open simultaneously, the hot air coming from the brakes can then escape into the five vents, to effectively cool the brakes by natural convection.
Lorsque le gaz baisse en température dans les cartouches 6 et qu’il se contracte, la tige 63 est tirée dans la partie 612 : les cartouches 6 raccourcissent. Le volant 5 est alors entraîné dans un mouvement de rotation autour de l’axe de rotation de la jante en sens inverse à précédemment, par l’intermédiaire des ressorts de rappels 7. Au cours de ce mouvement de rotation du volant 5, les rampes 51 libèrent les butées 21 de sorte que, sous la force de rappel des ressorts 4, les volets 2 se referment. Dans un mode de réalisation amélioré, des ressorts hélicoïdaux de traction 7 peuvent en outre relier d’autres branches du volant 5 au flasque 1, de manière à accélérer le retour des volets 2 à leur position fermée, puis à les maintenir dans cette position. Tous les volets 2 étant fermés simultanément, l’enjoliveur joue alors parfaitement son rôle aérodynamique en empêchant l’air frais venant des freins de provoquer des turbulences. L’avantage des cartouches de gaz tient notamment aux valeurs de dilatation thermique des gaz : l’air se dilate à peu près 100 fois plus que le fer, 50 fois plus que l’aluminium et 5 fois plus que polyéthylène. Ainsi, les valeurs de mouvements réalisables par effet de dilatation d’un gaz sont plus à même de permettre le pilotage d’un système d’ouverture et de fermeture d’un enjoliveur que d’autres dispositifs, comme ceux utilisant un matériau à mémoire de forme par exemple. Et l’effet d’amplification décrit précédemment vient encore améliorer les résultats obtenus par l’invention.When the gas drops in temperature in the cartridges 6 and it contracts, the rod 63 is drawn in the part 612: the cartridges 6 shorten. The steering wheel 5 is then driven in a rotational movement about the axis of rotation of the rim in the opposite direction to previously, by means of the recoil springs 7. During this rotational movement of the steering wheel 5, the ramps 51 release the stops 21 so that, under the restoring force of the springs 4, the flaps 2 are closed. In an improved embodiment, helical traction springs 7 may further connect other branches of the flywheel 5 to the flange 1, so as to accelerate the return of the flaps 2 to their closed position, and then to maintain them in this position. All the shutters 2 being closed simultaneously, the hubcap plays perfectly its aerodynamic role by preventing fresh air coming from the brakes to cause turbulence. The advantage of gas cartridges is due to the thermal expansion values of gases: air expands about 100 times more than iron, 50 times more than aluminum and 5 times more than polyethylene. Thus, the values of movements achievable by the effect of expansion of a gas are more likely to allow the piloting of an opening and closing system of a hubcap than other devices, such as those using a memory material of form for example. And the amplification effect described above further improves the results obtained by the invention.
De manière alternative, des cartouches de liquide peuvent remplacer les cartouches de gaz, leur meilleure étanchéité pouvant accroître la durabilité d’un enjoliveur selon l’invention.Alternatively, liquid cartridges can replace the gas cartridges, their better seal can increase the durability of a hubcap according to the invention.
Claims (9)
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Applications Claiming Priority (1)
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