FR3105159A1 - Spoiler de véhicule automobile muni d’un actuateur bistable. - Google Patents

Abstract

Spoiler (1) dont la lame aérodynamique (10) se déplace sous l’action d’un actuateur comprenant : - une arbalète bistable (2) formée de deux branches élastiques (21, 22) reliées entre elles par encastrement et montées de sorte que, en l’absence de sollicitation mécanique la distance (d) entre les branches est égale à une valeur prédéterminée. Les branches sont reliées chacune par une première articulation à deux bras (23, 24) reliés entre eux par une deuxième articulation. La somme des longueurs des bras (2l) est supérieure à la distance d et inférieure à la somme des longueurs (2L) des branches, de sorte que la lame aérodynamique (10) est maintenue de manière stable en position rentrée ou déployée. - des éléments moteurs (31, 32) appliquent une impulsion mécanique pour faire passer la lame aérodynamique (10) de la position stable rentrée à la position stable déployée et inversement. Figure pour l’abrégé : figure 1

Description

Spoiler de véhicule automobile muni d’un actuateur bistable.

L’invention concerne le domaine des véhicules automobiles et en particulier les véhicules automobiles dotés de dispositifs aérodynamiques mobiles destinés à améliorer la stabilité ou le coefficient de pénétration du véhicule dans l’air lorsque le véhicule roule à vitesse élevée.

On connaît déjà, dans l'état de la technique, des volets mobiles disposés à l’arrière du véhicule, plus communément dénommés spoilers, se déployant autour d’un axe de rotation ou par translation et dont le but est d’améliorer les appuis au sol du train arrière.

Les mécanismes de déploiement ou de rentrée du volet sont adaptés au type de volet et mettent en œuvre des moteurs rotatifs agissant sur des biellettes ou, dans le cas des spoilers à déplacement linéaire, des moteurs linéaires ou des vérins.

Bien qu’ayant fait leurs preuves, ces dispositifs prévoient des moyens de blocage actifs tels que des goupilles actives pour maintenir le spoiler en position déployée ou rentrée sans qu’il soit nécessaire de solliciter une source d’énergie externe au mécanisme de déploiement et de rentrée, dans le but bien évidemment de réduire la consommation électrique du véhicule.

Il en résulte que, lorsque la lame aérodynamique du spoiler est en position déployée, ces dispositifs sont verrouillés et ne peuvent pas changer de position sous l’action d’un choc imprévu susceptible de mettre en péril la structure du spoiler ou du véhicule.

L’invention s’intéresse plus spécifiquement aux spoilers comprenant une lame aérodynamique se déployant en translation.

A cet effet, l’invention a pour objet un spoiler de véhicule automobile comprenant une lame aérodynamique se déplaçant le long d’un axe principal sous l’action d’un actuateur entre une position stable rentrée et une stable position déployée. Ce spoiler comporte un actuateur comprenant:

- au moins une arbalète bistable formée d’une première et d’une deuxième branche élastique, munies chacune d’une première et d’une deuxième extrémité, les premières extrémités de chacune des branches élastiques formant une liaison par encastrement et étant reliées au châssis du véhicule au niveau d’un premier point d’ancrage et montées de sorte que, lorsque qu’aucune sollicitation mécanique ne s’exerce sur les branches élastiques lesdites branches élastiques sont dans une position d’équilibre, dans laquelle la distance entre les deuxièmes extrémités est égale à une valeur d prédéterminée, les branches élastiques revenant par élasticité en position d’équilibre lorsque lesdites branches sont écartés l’une de l’autre puis relâchées, les deuxièmes extrémités de chacune des branches élastiques étant reliées chacune par des premières articulations à une première extrémité d’un premier et d’un deuxième bras, les deuxièmes extrémités de chacun des bras étant reliées entre elles par une deuxième articulation au niveau de laquelle est disposé un point de liaison à la lame aérodynamique, la somme des longueurs des bras étant supérieure à la distance d et inférieure à la somme des longueurs des branches élastiques, de sorte que, à la position d’équilibre, la lame aérodynamique est maintenue en position stable rentrée ou en position stable déployée, sans apport d’énergie externe,

- un ou plusieurs éléments moteurs agissant sur le point de liaison pour appliquer une impulsion mécanique linéaire dirigée dans chacun des sens de l’axe principal et faire passer la lame aérodynamique de la position stable rentrée à la position stable déployée et inversement.

Les éléments moteurs sont ajustés pour déployer une force suffisante pour vaincre le couple de rappel engendré par l’écartement des branches élastiques lorsque le point d’application de la force générée par les éléments moteurs se déplace le long de l’axe principal. On observe alors que la configuration particulière des branches et des bras oscille entre deux positions stables correspondant sensiblement à la position rentrée et à la position déployée.

Une fois dans cette position, il n’est plus nécessaire d’agir sur le point d’application de la force motrice pour maintenir la lame aérodynamique en position sans qu’il soit nécessaire de solliciter une source d’énergie externe ou de prévoir un verrou débrayable.

On observe également que, lorsqu’on applique sur la lame aérodynamique une force d’intensité supérieure au couple élastique maximal engendré par les ressorts et correspondant sensiblement à la position dans laquelle les deux bras sont alignés, la lame aérodynamique passe de la position déployée à la position rentrée, ou inversement sans qu’il soit nécessaire de désengager un moyen de verrouillage actif.

Ce dispositif présente également l’avantage, en choisissant judicieusement les éléments moteurs, de permettre une réduction de poids et de coûts de réalisation significative.

Suivant d’autres caractéristiques optionnelles de l’invention, prises seules ou en combinaison:

- Les deuxièmes extrémités de chacun des bras sont reliées chacune à une première et à une deuxième biellette, par des troisièmes articulations, les deux biellettes étant reliées entre elles par la deuxième articulation.

- Les axes des premières articulations, les axes des deuxièmes articulations et les axes des troisièmes articulations sont parallèles entre eux et perpendiculaires au plan formé par les branches élastiques.

- L’élément moteur est formé par un premier et un second ressort à mémoire de forme se contractant sous l’action d’un échauffement interne engendrée par la circulation d’un courant électrique.

- Le premier ressort est rattaché par chacune de ses extrémités respectivement au premier point d’ancrage et au point de liaison, et le deuxième ressort est rattaché par chacune de ses extrémités respectivement au point de liaison et à un second point d’ancrage disposé sur le châssis et situé sur l’axe principal dans l’axe du premier ressort.

- Lorsque la lame aérodynamique est disposée en position stable, rentrée ou déployée, la circulation du courant électrique est interrompue.

- Lorsque le courant électrique est interrompu, la somme des forces résiduelles exercées par les ressorts sur le point de liaison n’est pas nulle, de sorte que, en position stable rentrée ou déployée, les branches élastiques subissent une tension élastique dont la valeur est très inférieure à la force nécessaire pour faire passer la lame aérodynamique de la position déployée à la position rentrée ou inversement.

- L’élément moteur est formé par un vérin pneumatique.

- L’élément moteur est formé par un électroaimant.

- L’élasticité des branches élastiques est ajustée de sorte que, lorsqu’une force accidentelle s’exerçant selon l’axe principal sur la lame aérodynamique est supérieure à une valeur donnée, ladite lame aérodynamique passe d’une position stable déployée à une position stable rentrée ou inversement.

- L’arbalète bistable est réalisée en matière thermoplastique ou thermodurcissable.

- Les articulations de l’arbalète bistable sont formées par des ponts de matière d’épaisseur réduite aménagés localement.

- L’épaisseur du pont de matière au niveau des articulations est inférieure à 1mm et préférentiellement inférieure à 0,5mm.

- L’arbalète bistable forme une pièce unique venue de matière.

- Le spoiler comprend au moins deux arbalètes bistables agissant selon deux axes principaux parallèles.

- Le spoiler comprend au moins une pluralité d’arbalètes bistables disposées en série de sorte que la lame aérodynamique occupe une ou plusieurs positions intermédiaires stables.

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 dessus d’un arrière de véhicule comprenant un spoiler selon l’invention en position rentrée.

la figure 2 est une vue de l’arrière du véhicule dans laquelle la lame aérodynamique est en position déployée.

la figure 3 est une vue de l’arbalète en position stable rentrée.

la figure 4 est une vue de l’arbalète en position intermédiaire.

la figure 5 est une vue de l’arbalète en position stable déployée.

la figure 6a est une vue en coupe de la première articulation en position repliée selon une alternative de réalisation de l’arbalète bistable.

la figure 6b est une vue en coupe de la première articulation en position déployée selon ladite alternative de réalisation de l’arbalète bistable.

la figure 7 est un schéma de l’évolution de la force appliquée au point de liaison lorsque l’arbalète bistable passe de la position rentrée à la position déployée et inversement.

la figure 8 est une vue schématique d’un dispositif comprenant deux arbalètes en série en position stable rentrée.

la figure 9 est une vue schématique du dispositif comprenant deux arbalètes en série en position stable intermédiaire.

la figure 10 est une vue schématique du dispositif comprenant deux arbalètes en série en position stable déployée.

la figure 11 représente un perfectionnement du dispositif dans la position stable rentrée telle qu’illustrée à la figure1.

la figure 12 représente ledit perfectionnement du dispositif dans la position stable déployée telle qu’illustrée à la figure2.

Description détaillée

On a représenté sur les figures 1 et 2 un arrière de véhicule automobile comprenant un spoiler 1 selon l’invention, respectivement en position stable rentrée et déployée.

Ce spoiler 1 comprend deux arbalètes bistables 2 disposées en parallèle.

Chaque arbalète bistable est reliée au châssis par deux points d’ancrage 41 et 42 et à la lame aérodynamique 10 du spoiler 1 par un point de liaison 5.

Le mouvement de la lame aérodynamique 10 selon l’axe principal XX’, représentant ici l’axe longitudinal du véhicule, pour passer d’une position stable rentrée à une position stable déployée est engendré par un deuxième ressort à mémoire de forme32. Le mouvement pour passer de la position déployée à la position rentrée est engendré par un premier ressort 31 à mémoire de forme.

Ces ressorts se contractent sous l’action de la chaleur créée par effet joule lorsqu’un courant électrique circule entre les deux extrémités du ressort.

Les figures 3, 4 et 5 décrivent plus en détail l’agencement d’une arbalète bistable 2 et des moyens de motorisation 31 et 32 proprement dits.

L’arbalète bistable 2 représentée en position repliée à la figure 3 comprend un premier et un deuxième bras élastique, respectivement 21 et 22.

Ces branches élastiques de longueur L sont reliés entre elles par leurs premières extrémités, respectivement 211 et 221, par encastrement. On entend ici qu’au niveau de cette liaison les deux branches n’ont pas de degré de liberté l’un par rapport à l’autre. Les deux bras élastiques sont inscrits dans un plan, formé ici par le plan de la feuille.

Les premières extrémités 211 et 221 des deux branches élastiques 21 et 22 sont reliées au châssis par un premier point d’ancrage41.

En l’absence de sollicitation mécanique, les deux branches élastiques 21 et 22 forment entre elles un angle a.

Cet angle a est inférieur à 180°. En pratique, un angle a proche de 120° offre les meilleures possibilités de déploiement et de stabilité.

Ces branches sont considérées comme élastiques en ce qu’il est possible de faire varier l’angle formé par les deux branches en appliquant, dans le plan formé par les branches élastiques 21 et 22, une force sur chacune des secondes extrémités, respectivement 212 et 222, des première et deuxième branches élastiques 21 et 22.

En l’absence d’effort tendant à rapprocher ou à éloigner les deuxièmes extrémités212 et 222, les deux branches reviennent dans leur position d’origine correspondant à l’angle a. Dans cette position d’équilibre les deuxièmes extrémités 211 et 222 des branches élastiques 21 et 22 sont éloignées l’une de l’autre d’une distanced( ).

Chacune des deuxièmes extrémités 211 et 221 des branches élastiques est reliée par une première articulation, respectivement 250 et 251, d’axe perpendiculaire au plan formé par les branches élastiques 21 et 22, aux premières extrémités respectivement 231 et 241 d’un premier bras et d’un deuxième bras, respectivement23 et 24.

Le premier et le deuxième bras sont reliés entre eux au niveau d’une deuxième articulation 252 d’axe parallèle aux axes des premières articulations 250 et 251.

Dans la forme d’exécution de l’invention représentée aux figures 3 à 5 les deuxièmes bras 23 et 24 sont articulés entre eux par l’intermédiaire d’une première et d’une deuxième biellette, respectivement 233 et 243. Ces deux biellettes sont reliées aux deuxièmes extrémités, respectivement 232 et 242 de chacun des bras 23 et 24 par des troisièmes articulations, respectivement 253 et 254, d’axes parallèles aux axes des premières articulations. La première et la deuxième biellette, respectivement 233 et 243, sont reliées entre elles par la deuxième articulation 252 située sur l’axe principal XX’. L’intérêt de ce montage particulier est de libérer de l’espace pour faciliter l’accrochage des ressorts à mémoire de forme au point de liaison 5.

Mais il est tout à fait possible de réaliser les bras 23 et 24 d’un seul tenant allant de la première articulation 250 ou 251 à la deuxième articulation 252.

Aussi, pour la compréhension de ce qui suit, l’arbalète bistable est formée des branches élastiques, des bras et, suivant le mode de réalisation choisi, des biellettes ainsi que des articulations reliant ces éléments.

La longueur l du premier et du deuxième bras est considérée comme la distance entre l’axe de la première ou de la deuxième articulation 250 et 251 et l’axe de la deuxième articulation 252. Les deux bras 23 et 24 sont de longueurs égales.

La longueur l est strictement inférieure à la longueur L et strictement supérieure à la distance d/2.

La lame aérodynamique 10 est reliée à l’arbalète bistable 2 au point de liaison 5 qui se situe au niveau de la deuxième articulation 252.

En référence à la figure 3, on observe alors que, en l’absence de sollicitation mécanique, l’arbalète bistable 2 est dans une position repliée stable et que la lame aérodynamique 10 est en position rentrée. Le déplacement du point de liaison 5 le long de l’axe XX’ dans un sens ou dans un autre engendre des forces élastiques de rappel engendrées par les branches élastiques 21 et 22 qui ont pour objet de ramener le point de liaison 5 à sa position d’équilibre correspondant à la situation dans laquelle les deux branches élastiques 21 et 22 font entre elles un angle a.

Le choix du matériau pour réaliser l’arbalète bistable 2 est large.

Préférentiellement on choisira un matériau thermoplastique ou thermodurcissable.

L’ensemble des articulations entre les branches élastiques, les bras et les biellettes peut être formé par des rotules classiques tournant autour d’un pivot.

Dans ce cas de figure on choisira un thermoplastique tel qu’un acronitrile présentant des propriétés mécaniques remarquables tel que l’Acronitrile Butadiène Styrène (ABS), l’Acronitrile Butadiène Styrène Plolycarbonate (ABS PC) ou encore l’Acronitrile Styrène Acrylate (ASA),

De manière optionnelle, il est également possible de réaliser toutes les articulations entre les branches élastiques, les bras et les biellettes, en formant localement des ponts de matière d’épaisseur réduite au niveau des articulations comme cela est illustré aux figures 6a et 6b qui représentent, à titre d’exemple, une vue en coupe de la première articulation 250 entre la première branche élastique 21 et le premier bras 23, respectivement en position repliée et en position déployée.

Il est alors possible de mouler l’arbalète bistable 2 en une seule opération de fabrication dans un matériau unique, de sorte que l’ensemble de l’arbalète bistable 2 est venue de matière.

L’épaisseur e de matière au niveau de l’articulation est en règle générale inférieure à 1mm voire inférieure à 0,5mm

Dans cette configuration, on choisira un matériau plus souple et apte à supporter les flexions répétées sans se rompre tel que le Polypropylène (PP), ou encore un copolymère Polypropylène Polyuréthane (PP/PU).

Un premier ressort à mémoire de forme 31 est disposé entre le point de liaison 5 et le premier point d’ancrage 41. Et un deuxième ressort à mémoire de forme 32 est disposé entre le point de liaison 5 et le deuxième point d’ancrage 42.

Les ressorts à mémoire de forme sont réalisés à partir d’un alliage tel qu’un alliage de nickel de titane et de cuivre, connu également sous la dénomination de Nitinol.

Ces matériaux ont la possibilité d’alterner entre deux formes préalablement mémorisées lorsque leur température varie autour d’une température critique et possèdent un comportement superélastique permettant des allongements importants sans déformation permanente.

Les ressorts réalisés à l’aide d’un matériau à mémoire de forme présentent la caractéristique de retrouver leur forme initiale après une déformation mécanique et thermique ou encore d’avoir deux positions stables au-dessous et au-dessus de la température critique. Ces ressorts peuvent ainsi rester au repos à température ambiante et devenir actifs si leur température augmente.

Dans l’application faisant l’objet de la présente demande et telle qu’illustrée à la figure 3, lorsque la température des ressorts est en dessous de la température critique, le premier ressort 31 est comprimé et le deuxième ressort 32 est complètement déplié.

La résultante des forces exercées par le premier et le deuxième ressort sur le point de liaison 5 est réduite et très inférieure à la force nécessaire pour déplacer le point de liaison au-delà de son point d’équilibre représentant une position stable de la lame aérodynamique 10.

La figure 2 illustre le mécanisme de passage de la position rentrée à la position déployée.

Dans cette configuration, le deuxième ressort 32 est chauffé par effet joule et se contracte en tirant le point de liaison 5 le long de l’axe principal XX’ vers le deuxième point d’ancrage 42.

En se déplaçant, les bras 23 et 24 écartent les branches élastiques 21 et 22 qui font alors entre elles un angle a’ supérieur à l’angle a.

La force engendrée par le deuxième ressort 32 est ajustée pour vaincre la force élastique de rappel des branches élastiques 21 et 22 et atteint son maximum lorsque les deux bras sont sensiblement alignés l’un avec l’autre, comme cela est illustré à la figure 4. La distance entre les deuxièmes extrémités 212 et 222 des branches élastiques 21 et 22 est égale à d’, elle-même égale à la somme des longueurs des bras 23 et 24 ( ).

Une fois ce seuil franchi, la force de rappel élastique des branches 21 et 22 se combine à la force exercée par le ressort 32 et a pour effet de prolonger le mouvement de déploiement de l’arbalète bistable 2, jusqu’à atteindre une deuxième position stable illustrée à la figure 5.

Une fois le seuil passé, il est alors possible de désactiver le chauffage du deuxième ressort 32 lequel, une fois revenu en dessous de la température critique, n’exerce plus d’effort significatif sur le point de liaison 5.

Dans cette position déployée les deux branches élastiques font à nouveau entre elles un angle a sensiblement égal à l’angle formé par les deux branches élastiques 21 et 22 en position rentrée et la distance entre les deuxièmes extrémités 212 et 222 des deux branches élastiques est ramenée à la distance d.

Pendant tout ce mouvement, le premier ressort 31 reste en dessous de la température critique et exerce en se déployant une force de rappel très inférieure à la force délivrée par le deuxième ressort 32.

L’application de la force exercée par l’activation du deuxième ressort 32 pour passer de la position repliée à la position déployée est de courte durée et s’assimile en ce sens à une impulsion mécanique linéaire.

Dans cette position déployée, le premier ressort 31 est déplié et le second ressort 32 est comprimé. Lorsque la température du second ressort 32 est revenue au seuil critique, la résultante des forces exercées par le premier et le deuxième ressort sur le point de liaison 5 est réduite et très inférieure à la force nécessaire pour déplacer le point de liaison au-delà de son point d’équilibre représentant une deuxième position stable de la lame aérodynamique 10.

De manière similaire à la position repliée, l’arbalète bistable 2 est dans une position déployée stable. Le déplacement du point de liaison 5 le long de l’axe XX’ dans un sens ou dans un autre engendre des forces élastiques de rappel des branches élastiques 21 et 22 qui ont pour objet de ramener le point de liaison 5 à sa position d’équilibre correspondant à la situation dans laquelle les deux branches élastiques 21 et 22 font entre elles un anglea.

Le retour de l’arbalète bistable 2 de la position déployée à la position repliée se fait en activant le premier ressort 31 qui en se rétractant fait revenir l’arbalète bistable 2 à la première position d’équilibre. Le second ressort 32 reste alors à une température inférieure à la température critique et se déploie pour occuper la position illustrée à la figure 4 lorsque l’arbalète 2 est revenue à une position stable repliée.

Il peut s’avérer intéressant d’ajuster les caractéristiques des ressorts pour que, dans l’une et l’autre des positions d’équilibre stable la somme des forces élastiques engendrées par les ressorts 31 et 32 ne soit pas totalement nulle de manière à maintenir le point de liaison 5 en légère compression ou en légère traction en équilibre avec les forces de rappel des branches élastiques 21 et 22.

Cet arrangement permet de supprimer les jeux mécaniques autour de la position d’équilibre et de réduire les vibrations de la lame aérodynamique 10 susceptibles de se produire dans cette position en l’absence de maintien.

On observe alors que lorsque le volet aérodynamique 10 est en position ouverte il suffit d’exercer une force supérieure à un seuil donné pour replier le volet.

Cette force correspond, comme cela est indiqué plus haut, à la force maximale exercée par le ressort à mémoire de forme lorsque les deux bras 23 et 24 sont alignés l’un avec l’autre et que les branches élastiques 21 et 22 sont à leur écartement maximum.

Le volet se replie alors instantanément, ce qui peut s’avérer particulièrement utile en cas de choc ou de rencontre involontaire avec un obstacle situé à l’arrière du véhicule.

La figure 7 illustre la variation de la force exercée au point de liaison 5 pour faire passer l’arbalète bistable 2 de la position repliée à la position déployée puis de la position déployée à la position repliée. Dans le cas servant de support à la présente description, la force minimale nécessaire pour passer de la position repliée à la position déployée est de l’ordre de 50N. Et la force minimale pour revenir de la position déployée à la position repliée est de l’ordre de 20N. Ces forces peuvent être ajustées de manière précise en jouant sur la raideur des ressorts et des branches élastiques 21 et 22.

La mise en œuvre de l’invention n’est pas limitée à l’utilisation de ressort à mémoire de forme qui présente l’avantage de la légèreté.

Ainsi, il est tout à fait possible de générer une impulsion mécanique de courte durée à l’aide d’un vérin pneumatique à double action. On met le vérin en pression uniquement pour commander le passage de la position repliée à la position déployée, ou inversement. Une fois la position stable atteinte, la pression dans le vérin est relâchée et le vérin pneumatique reste passif.

De manière alternative, il est également possible d’utiliser un ou plusieurs électroaimants comportant un solénoïde dans lequel circule, dans un sens donné, un noyau mobile sous l’action du champ magnétique créé par le passage d’un courant électrique dans le bobinage. Hors tension, le noyau reste en position rentrée ou sortie et peut se déplacer librement d’une position à l’autre sous l’effet d’une action externe de faible intensité.

L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation présentés ci-dessus. Ainsi, à titre d’exemple il est possible d’arranger deux, voire trois, arbalètes bistables en série comme cela est illustré schématiquement aux figures 8, 9 et 10. Les branches élastiques sont repérées avec les mêmes indices que précédemment suivis de la lettre a pour la première arbalète bistable et de la lettre b pour la deuxième arbalète bistable.

Les branches élastiques 21a et 22a sont reliées au premier point d’ancrage 41. Les branches élastiques 21b et 22b sont reliées entre elles au niveau de la deuxième articulation 252a reliant les bras 23a et 24a. Les bras 23b et 24b sont reliés entre eux par l’articulation 252b qui porte le point de liaison 5 avec la lame aérodynamique 10.

Un premier ressort à mémoire de forme 31 relie le point 41 et l’articulation 252a. Un deuxième ressort à mémoire de forme relie l’articulation 252a et l’articulation 252b et un troisième ressort à mémoire de forme relie l’articulation 252b au deuxième point d’ancrage 42.

La figure 8 illustre le cas dans lequel les arbalètes bistables sont chacune en position repliée. En activant un temps très court le troisième ressort 33 on fait passer la deuxième arbalète bistable en position déployée. Il convient alors de régler la force élastique à exercer pour écarter les branches élastiques 21a et 22a de manière à ce qu’elle soit supérieure à la force nécessaire pour écarter les branches élastiques 21a et 21b et résister à la force d’ouverture générée par le troisième ressort 33, de sorte que la force engendrée par le ressort 33 provoque l’ouverture de la seule deuxième arbalète bistable comme cela est illustré à la figure 9.

Dès que le seuil d’ouverture de la deuxième arbalète bistable est franchi, on interrompt le courant électrique circulant dans le troisième ressort 33. Le troisième ressort 33 est alors déployé en partie, le deuxième ressort 32 se déploie complètement et le premier ressort 31 reste en position comprimée.

La lame aérodynamique se trouve alors en position intermédiaire stable.

En alimentant à nouveau le circuit de chauffage du troisième ressort 33, on fait passer la première arbalète bistable dans la position déployée, comme cela est illustré à la figure 10. Le troisième ressort est alors totalement comprimé et le premier ressort 31 et le deuxième ressort 32 sont en position déployée.

La lame aérodynamique est alors en position totalement déployée.

Le retour à la position d’origine se fait en activant successivement le premier ressort 31 puis le deuxième ressort 32, et en laissant inactif le troisième ressort 33 qui retrouve sa position déployée d’origine illustré à la figure 8.

A titre de perfectionnement il est également possible de disposer des biellettes formant un parallélogramme déformable 8 reliant deux à deux les premières articulations de deux arbalètes bistables disposées en parallèle comme cela est illustré aux figures 11 et 12. Ce dispositif permet de s’affranchir des mouvements de torsion susceptibles d’apparaitre dans le cas où les actions des ressorts ne sont pas parfaitement synchrones.

Lorsque l’on combine en parallèle deux jeux d’arbalètes bistables disposées en série ce dispositif permet également de s’assurer du bon alignement des jeux d’arbalètes.

Les enseignements et les principes développés ci-dessus pourront utilement être exploités par l’homme du métier pour des applications similaires dans lesquelles on cherche à déployer linéairement un élément tout en conservant la possibilité de le rétracter sous l’effet d’un choc extérieur sans devoir mettre en œuvre les moyens de motorisation.

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Liste de références

1 Spoiler

10 Lame aérodynamique

2 Arbalète bistable.

21, 21a, 21b Première branche élastique.

211 Première extrémité de la première branche élastique.

212 Deuxième extrémité de la première branche élastique.

22, 22a, 22b Deuxième branche élastique.

221 Première extrémité de la deuxième branche élastique.

222 Deuxième extrémité de la deuxième branche élastique.

23, 23a, 23b Premier bras.

231 Première extrémité du premier bras.

232 Deuxième extrémité du premier bras.

233 Première biellette.

24, 24a, 24b Deuxième bras.

241 Première extrémité du deuxième bras.

242 Deuxième extrémité du deuxième bras.

243 Deuxième biellette.

250, 250a, 250b, 251, 251a, 251b Première articulation.

252, 252a, 252b Deuxième articulation.

253, 254 Troisième articulation.

31 Premier ressort à mémoire de forme.

32 Deuxième ressort à mémoire de forme.

33 Troisième ressort à mémoire de forme.

L Longueur des branches élastiques.

l Longueur des bras.

d Distance entre les deuxièmes extrémités des branches élastiques en position stable.

a, b Angle formé par les branches en position stable.

41 Premier point d’ancrage.

42 Deuxième point d’ancrage

5 Point de liaison avec la lame aérodynamique du spoiler.

6 Vitre arrière.

7 Châssis.

8 Biellettes formant un parallélogramme déformable.

Claims (16)

1. Spoiler (1) de véhicule automobile dont la lame aérodynamique (10) se déplace le long d’un axe principal (XX’) sous l’action d’un actuateur entre une position stable rentrée et une position stable déployéecaractérisé en ce qu eledit actuateur comprend :
   - au moins une arbalète bistable (2) formée d’une première (21, 21a, 21b) et d’une deuxième (22, 22a, 22b) branche élastique, munies chacune d’une première (211, 221) et d’une deuxième (212, 222) extrémité, les premières extrémités (211, 221) de chacune des branches élastiques (21, 21a, 21b, 22, 22A, 22b) formant une liaison par encastrement et étant reliées au châssis du véhicule au niveau d’un premier point d’ancrage (41) et montées de sorte que, lorsque qu’aucune sollicitation mécanique ne s’exerce sur les branches élastiques lesdites branches élastiques sont dans une position d’équilibre, dans laquelle la distance entre les deuxièmes extrémités (212, 222) est égale à une valeur (d) prédéterminée, les branches élastiques revenant par élasticité en position d’équilibre lorsque lesdites branches sont écartés l’une de l’autre puis relâchées, les deuxièmes extrémités (212, 222) de chacune des branches élastiques (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b) étant reliées chacune par des premières articulations (250, 250a, 250b, 251, 251a, 251b) à une première extrémité (231, 241) d’un premier (23, 23a, 23b) et d’un deuxième (24, 24a, 24b) bras, les deuxièmes extrémités (232, 242) de chacun des bras (23 23a, 23b, 24, 24a, 24b) étant reliées entre elles par une deuxième articulation (252, 252a, 252b) au niveau de laquelle est disposé un point de liaison (5) à la lame aérodynamique (10), la somme (2l) des longueurs des bras (23, 23a, 23b, 24, 24a, 24b) étant supérieure à la distance d et inférieure à la somme des longueurs (2L) des branches élastiques (21, 21a, 21b, 22, 22A, 22b), de sorte que, à la position d’équilibre, la lame aérodynamique (10) est maintenue en position stable rentrée ou en position stable déployée, sans apport d’énergie externe,
   - un ou plusieurs éléments moteurs (31, 32, 33) agissant sur le point de liaison (5) pour appliquer une impulsion mécanique linéaire dirigée dans chacun des sens de l’axe principal (XX’) et faire passer la lame aérodynamique (10) de la position stable rentrée à la position stable déployée et inversement.
2. Spoiler (1) selon la revendication 1, dans lequel les deuxièmes extrémités (232, 242) de chacun des bras (23, 24) sont reliées chacune à une première (233) et à une deuxième (243) biellette, par des troisièmes articulations (253, 254), les deux biellettes (233, 243) étant reliées entre elles par la deuxième articulation (252).
3. Spoiler (1) selon la revendication 2, dans lequel les axes des premières articulations (250, 250a, 250b, 251, 351a, 251b), les axes des deuxièmes articulations (252, 252a, 252b) et les axes des troisièmes articulations (253, 254) sont parallèles entre eux et perpendiculaires au plan formé par les branches élastiques (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b).
4. Spoiler (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’élément moteur est formé par un premier (31) et un second (32) ressort à mémoire de forme se contractant sous l’action d’un échauffement interne engendrée par la circulation d’un courant électrique.
5. Spoiler (1) selon la revendication 4 dans lequel le premier ressort (31) est rattaché par chacune de ses extrémités respectivement au premier point d’ancrage (41) et au point de liaison (5), et dans lequel le deuxième ressort (32) est rattaché par chacune de ses extrémités respectivement au point de liaison (5) et à un second point d’ancrage (42) disposé sur le châssis et situé sur l’axe principal (XX’) dans l’axe du premier ressort (31).
6. Spoiler (1) selon la revendication 5 dans lequel, lorsque la lame aérodynamique (10) est disposée en position stable, rentrée ou déployée, la circulation du courant électrique est interrompue.
7. Spoiler (1) selon la revendication 6 dans lequel lorsque le courant électrique est interrompu la somme des forces résiduelles exercées par les ressorts (31, 32) sur le point de liaison (5) n’est pas nulle, de sorte que, en position stable rentrée ou déployée, les branches élastiques (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b) subissent une tension élastique dont la valeur est très inférieure à la force nécessaire pour faire passer la lame aérodynamique (10) de la position déployée à la position rentrée ou inversement.
8. Spoiler (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’élément moteur est formé par un vérin pneumatique.
9. Spoiler (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’élément moteur est formé par un électroaimant.
10. Spoiler (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’élasticité des branches élastiques (21, 21a, 21b, 22, 22a, 22b) est ajustée de sorte que, lorsqu’une force accidentelle s’exerçant selon l’axe principal (XX’) sur la lame aérodynamique (10 est supérieure à une valeur donnée, ladite lame aérodynamique (10) passe d’une position stable déployée à une position stable rentrée ou inversement.
11. Spoiler (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel l’arbalète bistable (2) est réalisée en matière thermoplastique ou thermodurcissable.
12. Spoiler (1) selon la revendication 11, dans lequel les articulations (250, 250a, 250b, 251, 251a, 251b, 252, 252a, 252b, 253, 254) de l’arbalète bistable (2) sont formées par des ponts de matière d’épaisseur réduite aménagés localement.
13. Spoiler (1) selon la revendication 12, dans lequel l’épaisseur du pont de matière au niveau des articulations (250, 250a, 250b, 251, 251a, 251b, 252, 252a, 252b, 253, 254) est inférieure à 1mm et préférentiellement inférieure à 0,5mm.
14. Spoiler (1) selon la revendication 13, dans lequel l’arbalète bistable (2) forme une pièce unique venue de matière.
15. Spoiler (1) selon l’une des revendications précédentes comprenant au moins deux arbalètes bistables (2) agissant selon deux axes principaux parallèles.
16. Spoiler (1) selon l’une des revendications précédentes comprenant au moins une pluralité d’arbalètes bistables (2) disposées en série de sorte que la lame aérodynamique (10) occupe une ou plusieurs positions intermédiaires stables.