FR3101059A1 - Élément de transmission pour système de déploiement de lame aérodynamique - Google Patents

Élément de transmission pour système de déploiement de lame aérodynamique Download PDF

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Abstract

Élément de transmission (20) pour système de déploiement de lame aérodynamique (10) pour véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comporte une bielle (22) dans laquelle est agencée une crémaillère (24) apte à recevoir un pignon de sortie (32) d’un actionneur (30) et un élément de liaison (28) apte à lier la bielle (22) à une lame aérodynamique de véhicule automobile. Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Élément de transmission pour système de déploiement de lame aérodynamique
L’invention concerne les systèmes de déploiement de lames aérodynamiques pour véhicules automobiles.
Les véhicules automobiles modernes sont équipés de lames aérodynamiques. Ces lames aérodynamiques agissent sur la façon dont l’air s’écoule autour du véhicule et permettent de réduire la force de trainée aérodynamique engendrée par le véhicule lorsque celui-ci est en mouvement. Ainsi, ces dispositifs permettent d’augmenter la puissance et de réduire la consommation en carburant d’un véhicule en diminuant sa résistance lors de son déplacement dans l’air.
On connait des dispositifs à lame aérodynamique fixe, c’est-à-dire fixée sur la carrosserie du véhicule, dans les zones où l’on souhaite agir sur l’écoulement de l’air. C’est notamment le cas en zone basse, sous le pare-chocs avant du véhicule, où un déflecteur permet de décoller les turbulences de la face arrière, et donc de réduire la trainée du véhicule.
De tels déflecteurs causent néanmoins des problèmes en perturbant certaines fonctionnalités d’usage du véhicule, telles que le franchissement d’obstacles (en raison de la proximité de la lame avec la chaussée), l’accès à l’arrière du véhicule, et peuvent dégrader l’esthétique générale du véhicule.
On connait également des dispositifs à lame aérodynamique rétractable, généralement à l’arrière du pavillon, sur la malle arrière pour les tri-corps, à l’avant ou à l’arrière en partie basse du pare-chocs. Dans ces dispositifs, la lame aérodynamique se rétracte en général dans un logement aménagé à cet effet dans la carrosserie du véhicule, notamment afin de respecter la garde au sol pour les éléments situés en partie basse.
Afin de déployer la lame, on utilise un actionneur qui doit fournir une puissance suffisante. De tels actionneurs, qu’ils comportent des moteurs électriques ou non, nécessitent l’utilisation d’une réduction en sortie de moteur, afin d’avoir un actionnement lent et suffisamment puissant pour déployer la lame. De plus, la réduction doit également être suffisamment grande pour permettre le déploiement et la rétractation de la lame aérodynamique dans des conditions difficiles, dans lesquelles elle serait entravée par de la neige ou de la boue par exemple, ou encore avec une charge aérodynamique exceptionnelle du fait de la vitesse de pointe du véhicule et d’un coup de vent. La lame doit être apte à rester déployée dans ces conditions extrêmes.
À cet effet, on doit généralement prévoir des réducteurs fournissant un rapport de réduction supérieur à 5 afin de pouvoir assurer un bon fonctionnement du système de déploiement, même dans les cas d’usage cités précédemment, tout en utilisant des moteurs électriques de gamme standard pour l’automobile. Le fait de fournir un rapport de réduction suffisant nécessite l’utilisation de réducteurs qui sont volumineux. Les lames aérodynamiques étant généralement placées dans des environnements ne laissant que peu de place, tels que dans les pare-chocs avant ou arrière de véhicule, en proximité avec des éléments structurels du véhicule qui ne peuvent être déplacés tels que des longerons par exemple, un réducteur volumineux est donc très difficile, voire impossible à positionner. L’axe de rotation étant située en proximité de la garde au sol afin de limiter le couple nécessaire, le volume du réducteur s’en trouve intrinsèquement limité dans la direction du sol, ce afin de respecter lui-même la garde au sol.
Une alternative à l’utilisation d’un réducteur volumineux est d’utiliser un réducteur plus compact mais proposant un rapport de réduction plus faible. Dans ce cas, les constructeurs choisissent d’asservir le système de déploiement à de faibles vitesses du véhicule, ne permettant plus le déploiement de la lame aérodynamique dans les situations ou le couple nécessaire est trop grand, par exemple dans le cas de vitesses élevées.
Ceci est préjudiciable car peut empêcher d’utiliser la lame aérodynamique dans certains cas où son utilisation pourrait augmenter les performances du véhicule.
Un des objectifs de l’invention est donc de fournir un système de déploiement qui soit à la fois peu encombrant et permette de proposer un rapport de réduction suffisamment haut pour utiliser la lame dans les cas nécessitant des efforts de déploiement important.
À cet effet, l’invention a pour objet un élément de transmission pour système de déploiement de lame aérodynamique pour véhicule automobile qui comporte une bielle dans laquelle est agencée une crémaillère apte à recevoir un pignon de sortie d’un actionneur et un élément de liaison apte à lier la bielle à une lame aérodynamique de véhicule automobile.
L’utilisation de la bielle comportant une crémaillère permet une augmentation du rapport de réduction par rapport à un actionneur classique. Ainsi, on peut utiliser pour le déploiement et la rétractation un actionneur de plus faible puissance que ceux des systèmes de déploiement connus. On peut ainsi diviser par un facteur allant jusqu’à dix le couple de l’actionneur utilisé.
On peut donc utiliser des actionneurs plus petits qui vont être placés plus facilement s’insérer dans le design de la pièce de carrosserie du véhicule.
La réduction du couple nécessaire pour l’actionneur permet aussi de simplifier l’électronique de pilotage nécessaire à son actionnement, car celle-ci pourra générer une intensité plus faible. Cette électronique est aussi simplifiée car l’on peut se passer d’un asservissement de l’actionneur à la vitesse du véhicule pour éviter son utilisation lors des cas nécessitant un couple trop grand au déploiement ou à la rétractation de la lame.
De la même manière, l’invention permet de se passer d’un réducteur volumineux placé entre l’actionneur la lame aérodynamique afin d’obtenir la vitesse en sortie de l’actionneur et le couple désiré.
La présence de la bielle permet aussi de déporter l’actionneur d’un axe de rotation de la lame aérodynamique à actionner. Ainsi, cette possibilité de placer l’actionneur loin de la lame permet de pouvoir l’éloigner du sol, afin de ne pas réduire la garde au sol du véhicule, et de le protéger des chocs éventuels.
L’élément de transmission selon l’invention peut également comporter, prises seules ou en combinaison, les caractéristiques suivantes :
- la bielle comporte une première bande apte à guider la position de la bielle par frottement ou roulement sur un élément de positionnement ;
- la première bande forme un ressaut du corps principal de la bielle ;
- la bielle comporte une seconde bande opposée à la première, apte à guider la position de la bielle par frottement ou par roulement ;
- la deuxième bande forme un ressaut du corps principal de la bielle ;
- la bielle est réalisée par découpe d’une plaque métallique, la crémaillère étant découpée dans la bielle.
L’invention concerne également un système de déploiement d’une lame aérodynamique de véhicule automobile comportant un élément de transmission selon l’invention, un actionneur muni d’un axe de sortie équipé d’un pignon de sortie, le pignon de sortie étant engagé dans la crémaillère de la bielle.
Avantageusement, l’axe de sortie de l’actionneur comporte un galet roulant prenant appui sur l’une au moins des première et deuxième bandes.
Avantageusement, le système selon l’invention comporte une entretoise située entre un carter de l’actionneur et la bielle.
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 :
la figure 1 est une vue de face en perspective d’un système de déploiement d’une lame aérodynamique de véhicule automobile comprenant un élément de transmission selon l’invention.
la figure 2 est un détail d’une vue de derrière en perspective de l’élément de transmission de la figure 1.
Description détaillée
On a représenté sur les figures 1 et 2 un élément de transmission selon un mode de réalisation, désigné par la référence générale 20.
L’élément de transmission 20 selon l’invention comporte un élément à crémaillère de forme générale allongée. Selon un exemple de réalisation illustré par les figures 1 et 2, cet élément constitue une bielle 22. Cette bielle 22 a ici une forme générale parallélépipédique. Une crémaillère 24 est agencée dans la bielle 22. La crémaillère 24 comporte des dents 26 orientées suivant la direction longitudinale de la crémaillère 24. La bielle 22 comporte un élément de liaison 28 apte à lier la bielle 22 à une lame aérodynamique (non représentée sur les figures). Cet élément est dans le mode de réalisation présenté sous la forme d’une pige, destinée à être insérée dans un logement prévu à cet effet dans la lame aérodynamique. Toutefois, cet élément peut prendre des formes différentes. La crémaillère 24 est apte à recevoir un pignon de sortie 32 d’un actionneur 30. Le pignon de sortie 32 s’insère dans les dents 26 de crémaillère 24 afin d’imprimer un mouvement à la bielle 22 pour actionner le déploiement de la lame aérodynamique par rotation.
L’élément de transmission 20 selon l’invention permet de déporter l’actionneur 30 par rapport à la lame aérodynamique. Cela permet de plus facilement l’intégrer dans un véhicule sur lequel il est monté, notamment en le plaçant plus haut dans celui-ci, ce qui permet de ne pas diminuer la garde au sol générale du véhicule et de le protéger des chocs éventuels en sous-bassement. Cela est visible en figure 1, sur laquelle on voit qu’un axe de sortie 34 de l’actionneur 30 est déporté par rapport à l’élément de liaison 28 qui est destiné à lier la bielle avec la lame aérodynamique.
L’utilisation de l’élément de transmission 20 selon l’invention permet également une réduction de la vitesse d’actionnement de la lame aérodynamique. Ainsi, la réduction permet d’obtenir un couple d’actionnement de la lame plus élevé qu’avec un système d’actionnement habituel, avec la même puissance d’actionneur.
Un autre avantage conféré par l’élément de transmission 20 selon l’invention est de permettre d’assurer une fonction de « fusible » mécanique entre l’actionneur 30 et la lame aérodynamique. Ainsi, en cas de choc subi par la lame aérodynamique, la bielle 22 peut se casser et ainsi ne pas transmettre l’énergie du choc à l’actionneur 30, ne l’endommageant pas.
La bielle 22 de l’élément de transmission 20 comporte une première bande de guidage 241. Cette première bande de guidage 241 est orientée sensiblement parallèlement à l’axe principal d’orientation de la crémaillère 24. La première bande de guidage 241 est comprise dans un plan sensiblement perpendiculaire à un plan principale contenant la bielle 22. Cette première bande 241 est apte à guider la position de la bielle 22 par frottement d’un élément de l’actionneur 30 ou d’une pièce de carrosserie de véhicule environnante. Cette fonction peut également être effectuée par roulement d’un galet 36 tournant par exemple autour de l’axe de sortie de l’actionneur 30. Cette première bande de guidage 241 permet avantageusement de maintenir la crémaillère 24 en contact avec le pignon de sortie 32 de l’actionneur 30, afin de maintenir la transmission en toute circonstance.
La première bande 241 forme un ressaut du corps principal de la bielle. La première bande 241 fait donc saillie du corps principal et permet de former une piste de roulement pour le galet 36 et permettre un bon guidage de l’élément de transmission 20.
La bielle 22 comporte une seconde bande 243 de guidage. Cette seconde bande est opposée à la première bande 241. Elle est apte à guider la position de la bielle 22 par frottement ou par roulement. Cette fonction est assurée de la même manière que pour la première bande 241. On peut noter que la position opposée de la deuxième bande 243 par rapport à la première bande permet de maintenir l’élément destiné à glisser ou à rouler sur les bandes entre les la première bande 241 et la deuxième bande 243.
De la même façon que pour la première bande 241, la deuxième bande 243 forme un ressaut du corps principal de la bielle 22, ce qui permet de former une piste de roulement pour le galet 36 et permettre un bon guidage de l’élément de transmission 20.
Alternativement, les première et deuxième bandes 241, 243 peuvent être réalisées sur une tranche de la bielle 22. Selon cette disposition, les bandes 241, 243 ne forment plus un ressaut du corps principal de la bielle 22 mais sont les tranches de la bielle 22, sur lesquelles peuvent venir rouler ou glisser un élément extérieur afin de guider la position de la bielle 22. Il est également possible que la première bande 241 forme un ressaut du corps principal de la bielle 22 et que la deuxième bande 243 soit formée par une tranche de la bielle 22, ou inversement.
De manière avantageuse, la bielle 22 est réalisée par découpe dans une plaque métallique. Ce moyen de fabrication relativement simple à mettre en œuvre et relativement peu coûteux. La crémaillère 24 est ainsi découpée directement dans la plaque métallique. Ce moyen de fabrication, principalement pour la réalisation des dents 26 de la crémaillère 24, est peu complexe et rapide à mettre en œuvre. Ce moyen évite également d’avoir à rapporter sur la bielle 22 une crémaillère 24.
Avantageusement, les première et deuxième bandes 241, 243 sont réalisées par emboutissage de la plaque métallique dans laquelle la bielle est fabriquée. L’emboutissage représente un moyen pratique et simple pour réaliser des bandes 241, 243 formant des ressauts du corps principal de la bielle 22.
Avantageusement, les premières et deuxième bandes 241, 243 peuvent être réalisée par pliage de la plaque métallique dans laquelle est réalisée la bielle 22. Le pliage représente un moyen pratique simple pour réaliser des bandes 241, 243 formant des ressauts du corps principal de la bielle 22.
L’invention a également pour objet un système de déploiement 10 d’une lame aérodynamique comportant l’élément de transmission 20 décrit précédemment. Ainsi, le système de déploiement 10 comporte en plus de l’élément de transmission 20 l’actionneur 30 muni de l’axe de sortie 34, qui est également l’axe moteur de l’actionneur 30. L’axe de sortie 34 comporte un pignon de sortie 32 qui est engagé dans la crémaillère 24 de la bielle 22. Avantageusement, le pignon de sortie comporte des dentures à fort module, par exemple supérieur à 1.
Le système de déploiement 10 selon l’invention permet de bénéficier à la fois des avantages d’un système piloté par une bielle, tels que la simplicité, la compacité et la résistance à l’environnement extérieur aux avantages conférés par un système à pignon et crémaillère procurant une forte réduction.
De cette manière, le système de déploiement 10 permet une augmentation du rapport de réduction par rapport à un système de déploiement pour lame aérodynamique classique. Ainsi, on peut utiliser pour le déploiement et la rétractation un actionneur 30 de plus faible puissance que ceux des systèmes de déploiement connus. On peut ainsi diviser par un facteur allant jusqu’à dix le couple de l’actionneur 30 utilisé.
La réduction du couple nécessaire pour l’actionneur 30 permet de simplifier également le pilotage de l’actionneur en lui-même, en simplifiant l’électronique de pilotage du dispositif, notamment avec une intensité faible à gérer.
Avantageusement, l’axe de sortie 34 de l’actionneur 30 comporte le galet 36. Ce galet est monté mobile en rotation autour de l’axe de sortie 34. Le galet 36, en roulant sur la première bande 241 permet de guider la position de l’élément de transmission et de s’assurer que le pignon 32 est toujours engagé dans les dentures de la crémaillère. Le galet 36 peut également être en contact avec la deuxième bande 243 afin de guider l’élément de transmission 20 en position, et de garantir que l’engrènement se fait précisément au diamètre primitif.
De manière alternative, ou bien en plus du galet 36, le système de déploiement peut comporter un galet en contact avec une tranche de la bielle 22, afin d’assurer un guidage de l’élément de transmission 20 en position.
Avantageusement, le système de déploiement peut comporter une entretoise autour de l’axe de sortie 34 de l’actionneur 30 qui permet un maintien de la distance entre un carter 38 de l’actionneur 30 et la bielle 22. De ce fait, le fonctionnement du système 10 est amélioré.
Avantageusement, le maintien de la distance entre l’actionneur 30 et la bielle 22 peut être assuré par un patin de glissement situé entre le carter 38 de l’actionneur 30 et la bielle 22.
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés et d'autres modes de réalisation apparaîtront clairement à l'homme du métier.
Liste de références
10 : système de déploiement de lame aérodynamique
20 : élément de transmission
22 : bielle
24 : crémaillère
241 : première bande de guidage
243 : seconde bande de guidage
26 : dents de la crémaillère
28 : élément de liaison de la bielle
30 : actionneur
32 : pignon de sortie de l’actionneur
34 : axe de sortie de l’actionneur
36 : galet
38 : carter de l’actionneur

Claims (9)

  1. Élément de transmission (20) pour système de déploiement de lame aérodynamique (10) pour véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comporte une bielle (22) dans laquelle est agencée une crémaillère (24) apte à recevoir un pignon de sortie (32) d’un actionneur (30) et un élément de liaison (28) apte à lier la bielle (22) à une lame aérodynamique de véhicule automobile.
  2. Élément de transmission (20) selon la revendication précédente dans lequel la bielle (22) comporte une première bande (241) apte à guider la position de la bielle (22) par frottement ou roulement sur un élément de positionnement.
  3. Élément de transmission (20) selon la revendication précédente dans lequel la première bande (241) forme un ressaut du corps principal de la bielle (22).
  4. Élément de transmission (20) selon l’une des revendications 2 et 3 dans lequel la bielle (22) comporte une seconde bande (243) opposée à la première, apte à guider la position de la bielle (22) par frottement ou par roulement.
  5. Élément de transmission (20) selon la revendication précédente dans lequel la deuxième bande (243) forme un ressaut du corps principal de la bielle (22).
  6. Élément de transmission (20) selon l’une des revendications précédentes dans lequel la bielle (22) est réalisée par découpe d’une plaque métallique, la crémaillère (24) étant découpée dans la bielle (22).
  7. Système de déploiement d’une lame aérodynamique de véhicule automobile (10) comportant un élément de transmission (20) selon l’une des revendications précédentes, un actionneur (30) muni d’un axe de sortie (34) équipé d’un pignon de sortie (32), le pignon de sortie (32) étant engagé dans la crémaillère (24) de la bielle (22).
  8. Système (10) selon la revendication précédente comportant un élément de transmission (20) selon l’une des revendications 2 à 6 dans lequel l’axe de sortie (34) de l’actionneur (30) comporte un galet roulant (36) prenant appui sur l’une au moins des première et deuxième bandes (241, 243).
  9. Système (10) selon l’une des revendications 7 et 8 qui comporte une entretoise située entre un carter (38) de l’actionneur (30) et la bielle (22).
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