FR2862255A1 - Dispositif de chauffage, ventilation et conditionnement d'air de vehicules - Google Patents

Abstract

L'invention se rapporte à un dispositif de chauffage, ventilation et conditionnement d'air de véhicules, comprenant un volet de température agencé pour tourner dans un canal d'air chaud et un canal d'air froid et prévu pour la répartition de circulation d'air en fonction de la température dans le canal de sortie.Selon l'invention, il est prévu un volet de vanne de température (10), constitué d'une plaque de rotation (39) comportant une ouverture de volet et un élément de fermeture (16) affecté à l'ouverture de volet. Dans la région de l'élément de fermeture (16), un mécanisme d'ouverture (14), en fonction de la position de rotation du volet (10), actionne l'élément de fermeture (16) et libère l'ouverture de volet.

Description

1 DESCRIPTION

L'invention se rapporte à un dispositif de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air dans des véhicules, qui comprend un boîtier comportant au moins un ventilateur, au moins un ensemble d'échangeur de chaleur, au moins un canal d'entrée d'air, qui en amont d'au moins un ensemble d'échangeur de chaleur se divise en un canal d'air froid et un canal d'air chaud, qui sont réunis en un canal de sortie, et un volet de température, qui dans la région du canal d'air froid et du canal d'air chaud est agencé pour pouvoir tourner entre les positions d'extrémité de fermeture du canal d'air froid ou du canal d'air chaud et est prévu pour la répartition du flux d'air en fonction de la température dans le canal de sortie.

Un tel dispositif traditionnel de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air (dispositif HVAC) comprend un ventilateur, qui produit un flux d'air d'entrée circulant dans le boîtier du dispositif au travers d'un ensemble d'échangeur de chaleur sous la forme d'un évaporateur situé dans le boîtier d'admission associé. En aval de l'évaporateur, se trouve une vanne de régulation de température d'air sous la forme d'un volet de température, qui est supporté avec possibilité de rotation au niveau d'une ouverture d'entrée dans un canal d'entrée du boîtier du dispositif. A l'ouverture d'entrée, le canal d'entrée se divise en un canal de traversée, le canal d'air froid, pour la circulation d'air non répartie et en un canal de chauffage d'air, le canal d'air chaud, qui passe par un autre ensemble d'échangeur de chaleur sous la forme d'une partie centrale de dispositif de chauffage où le flux d'air est chauffé. Le canal de traversée et le canal de chauffage d'air se réunissent ensuite pour former un canal de sortie, qui conduit finalement à l'habitacle. La température du flux d'air dans le canal de sortie peut être réglée dans la région entre "froid" et "chaud" dans l'habitacle au niveau d'une unité de commande, qui est en liaison avec un mécanisme d'actionnement destiné à faire tourner le volet de température.

Un autre dispositif de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air est décrit dans le document DE 100 04 751 Al, dans lequel la température de sortie du flux d'air à l'intérieur de l'habitacle est également commandée au moyen d'un volet de température. Le volet de température peut être supporté avec possibilité de rotation dans le boîtier du dispositif. Dans le boîtier du dispositif, un évaporateur et un échangeur de chaleur de chauffage d'air sont prévus, d'où il résulte que l'air entrant est refroidi par l'évaporateur et l'air circulant peut être optionnellement chauffé par l'échangeur de chaleur. L'échangeur de chaleur peut être muni d'un déflecteur prévu pour établir une chambre de chauffage qui peut être fermée au moyen du volet de température.

Le volet de température peut diviser l'air entrant à partir de l'évaporateur en deux flux. Un premier flux d'air entrant peut circuler presque sans perturbation à travers le canal d'air froid et ensuite aller vers le canal de sortie, le second flux d'air, traversant l'échangeur de chaleur de chauffage d'air, peut circuler à travers le canal d'air chaud, d'où il résulte que les deux flux d'air sont dirigés vers le canal de sortie où un mélange se produit. Il en résulte une température de mélange de l'air de sortie. Lorsque le canal d'air chaud est fermé (0 % de la position de rotation) par le volet de température, seul l'air refroidi ou l'air frais (ventilation) entre par l'intermédiaire du canal d'air froid dans le canal de sortie. La température du flux d'air non perturbé représente le point "froid" de température à 0 % de l'air. Lorsque le canal d'air froid est fermé (100 % de la position de rotation) par le volet de température, seul l'air chaud (chauffage) entre par l'intermédiaire du canal d'air chaud dans le canal de sortie. La température du flux d'air chaud représente le point "chaud" de température à 100 % de l'air. Les deux positions d'extrémité et les positions de mélange intermédiaires (conditionnement d'air) du volet de température ainsi que les températures résultantes dans le canal de sortie produisent une courbe B de température/position de rotation (courbe de contrôle), comme représenté sur la figure 9, qui dans la région de petites positions de rotation présente un creux prononcé dans la température d'air de sortie.

Dans ce dispositif, le volet de température peut être relié à un ensemble d'actionnement qui règle les positions de rotation du volet de température par l'intermédiaire de commandes de contrôle d'un dispositif de commande pouvant être actionné.

Le problème est que dans les dispositifs connus de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air, la courbe de contrôle présente un creux de température relativement prononcé, en particulier dans les régions entre les positions de rotation à 10 % et 50 %, en raison de la chute de pression différente entre le canal d'air froid et le canal d'air chaud. Sur la partie du canal d'air chaud, la partie du flux d'air chaud n'est pas suffisante pour augmenter la température de sortie dans le canal de sortie dans la région mentionnée des positions de rotation.

De manière à réduire le creux de température de la courbe de contrôle B, des déflecteurs sont prévus dans le boîtier du dispositif pour augmenter la chute de pression sur la partie du canal d'air froid.

Un problème associé à cette mesure est que ces déflecteurs produisent un effet de perturbation supplémentaire de réduction du débit d'air dans le dispositif HVAC et augmentent également d'une façon perturbante le niveau de bruit, qui est en particulier dû à l'impact de l'écoulement d'air sur les déflecteurs.

Un autre dispositif de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air, y compris la commande de la température de sortie du conditionnement de l'air dans l'habitacle des véhicules, est décrit dans le document US 4 452 301. Ici, un volet de température pouvant être actionné manuellement est prévu, lequel est mobile dans les deux modes de conditionnement d'air et de chauffage pour réguler le débit d'air à travers un échangeur de chaleur de chauffage et réguler la température de l'air délivré par le dispositif à l'intérieur de l'habitacle. Une unité de régulation de température de l'air est adoptée, laquelle comprend un volet de guidage d'air qui est agencé sur le côté de face transversal au volet de température et qui peut être déplacé avec celui ci et peut tourner tout seul par rapport au volet de température, de sorte que le débit d'air en particulier à travers l'échangeur de chaleur de chauffage peut être réglé pour diverses positions.

Guidé par une came, le volet de guidage d'air est relié à un élément de guidage et peut tourner dans une voie de guidage réalisée dans le boîtier. Le point de rotation est une encoche qui dans l'extrémité permet d'incliner le volet de guidage d'air sur le volet de température lorsque le canal d'air chaud est fermé. Dans d'autres positions de rotation du volet de température, le volet de guidage d'air commandé par une voie de came, lorsque le canal d'air chaud est ouvert, doit étrangler le flux d'air sur la partie du canal d'air froid et augmenter ainsi la partie du flux d'air chaud dans le flux d'air mélangé sortant, en réduisant simultanément la partie du flux d'air froid non perturbé.

Une courbe de contrôle à double came, qui exécute la commande du volet de guidage d'air, amène le volet de guidage d'air à exécuter des mouvements affectés à la position du volet de température. Une courbe de contrôle de came prédéterminée est utilisée, laquelle est définie soit pour le mode de conditionnement d'air, soit pour le mode de chauffage de sorte que les transferts de chaleur soient obtenus, lesquels sont destinés à produire une relation linéaire entre la température d'air mesurée dans le canal de sortie et la position du volet de température dans les deux modes de conditionnement d'air et de chauffage.

Un problème est que dans les positions de rotation plus basses, en particulier entre les positions à 0 % (ventilation) et 30 % (conditionnement d'air) du volet de température, il existe un creux de température prononcé dans la courbe de contrôle associée. En outre, la charge de l'encoche dans le volet de guidage d'air peut être suffisamment élevée pour créer un risque de rupture après une durée de fonctionnement prolongée. En globalité, le dispositif présente une structure complexe susceptible de défaillances en raison de l'utilisation d'un nombre de pièces relativement important.

En outre, un dispositif de régulation de débit d'air dans un canal climatique est décrit dans le document US 2 933 100 qui est destiné à produire un débit d'air en grande partie constant dans la région de sortie du canal. Une unité de commande associée comprend deux plaques perforées voisines qui s'étendent en grande partie sur une section transversale du canal. Les deux plaques perforées comportent des ouvertures présentant approximativement la même largeur. L'une des plaques peut être déplacée transversalement sur la surface de l'autre plaque qui est fixée de façon rigide au canal. Dans des conditions normales, les ouvertures des deux plaques coïncident et permettent le passage d'un flux d'air entrant.

La partie restante de la section de canal et de l'unité de commande est un agencement de capteur fixé de façon rigide, qui est un capteur de pression de débit d'air.

L'agencement de capteur est relié à un levier coudé supporté par ressort pour l'actionnement de la plaque perforée mobile de telle façon qu'à une pression trop élevée dans l'agencement de capteur, la plaque perforée mobile soit déplacée au moyen de l'agencement de capteur et que les ouvertures résultantes se réduisent en raison du décalage des ouvertures dans les deux plaques perforées les unes par rapport aux autres.

Ceci permet de réduire la pression du débit d'air.

Un problème est que l'agencement de capteur ne permet pas d'obtenir une commande des conditions de pression pour une alimentation en air optimale avec un débit d'air de sortie en grande partie constant dans un seul canal, et qui cependant n'est pas suffisant pour éliminer le creux de température de la courbe de contrôle dans les positions de volet et les régions de température inférieures.

Un dispositif de distribution d'écoulement est connu d'après le document US 3 735 809 qui comprend un canal comportant une came, un boîtier d'échange de chaleur, qui est fixé dans l'espace au canal à l'intérieur de la came de sorte qu'un trajet de raccordement d'écoulement d'air libre est créé, une plaque coulissante supportée avec possibilité de rotation au niveau du boîtier, une première plaque comportant une pluralité de premiers trous fixée au canal, une seconde plaque comportant une pluralité de seconds trous, un dispositif pour raccorder la seconde plaque à la plaque coulissante, et un dispositif relié à la plaque coulissante fonctionnant pour maintenir la plaque coulissante dans une première ou une seconde position et pour déplacer la plaque coulissante entre celles ci. La plaque coulissante ferme le trajet de raccordement d'écoulement d'air libre lorsque la plaque coulissante se trouve à une première position. Dans ce cas, l'air circule fortement à travers le boîtier, la plaque coulissante recouvrant une partie du boîtier. Lorsque la plaque coulissante se trouve à la seconde position, l'écoulement d'air passe à travers le trajet de raccordement d'écoulement d'air libre et la surface la plus élevée de la première plaque touche la surface inférieure de la plaque coulissante.

Un problème est que le flux d'air passe à travers l'ensemble d'échangeur de chaleur au moyen d'une plaque supportée avec possibilité de rotation ou bien au moyen d'une seule plaque à laquelle une plaque perforée est fixée avec possibilité de rotation ou est guidée à travers une plaque perforée ou au moyen d'une plaque perforée. Une influence permettant une amélioration sur le réglage de température de l'air de sortie qui quitte le canal de sortie ne peut pas être obtenue.

En outre, dans le document US 4 739 924, une vanne de régulation de flux d'air pour un dispositif HVAC est décrite. La vanne est disposée dans un dispositif de distribution d'air et comporte une première position ouverte, une position fermée et une seconde position ouverte, et comprend un moyen pour maintenir un volume relativement constant de l'écoulement d'air pour des variations de pression d'admission d'air. La vanne peut être cylindrique ou plate et prend en charge la régulation de la température de la chambre de mélange.

Le débit d'air est commandé à l'intérieur du canal HVAC par un cylindre perforé effectuant un mouvement de va et vient en tournant ou bien par deux plaques coulissantes plates comprenant une plaque effectuant un mouvement de va et vient et une plaque fixe. Un mouvement vertical des plaques, qui crée un alignement des ouvertures dans toutes les plaques, est produit par un boulon pouvant être actionné, qui est déplacé à travers les trous dans la plaque fixe et les fentes verticales de la plaque mobile.

Un problème est que de façon similaire à l'agencement de capteur présenté dans le document US 2 933 100, pour le déplacement des plaques perforées, il existe un soufflet qui comporte un tube de pression dirigé vers le côté d'admission et enregistre le débit de la pression d'entrée, d'où il résulte que le soufflet reçoit la pression d'entrée et modifie son volume de sorte qu'un agencement de barre/ressort relié au soufflet amène les plaques à se déplacer. De même, par ce moyen, la section transversale résultante des ouvertures est réduite, tandis qu'il est prévu de maintenir le débit d'air en grande partie constant. La vanne, qui régule le débit d'air, n'est pas appropriée pour commander la température de sortie d'un dispositif HVAC.

La plupart des solutions connues directement associées au dispositif HVAC comportent une courbe de température/position B telle que représentée sur la figure 9 en commun, un creux de la température relativement prononcé en particulier marqué dans la région des positions de rotation à 0 % jusqu'à approximativement 50 % des volets de température. Ceci signifie qu'il existe un écart prononcé par rapport à la relation linéaire (courbe de contrôle A sur la figure 9) entre le réglage de température de l'air mélangé/de sortie/d'évacuation dans le canal de sortie, par exemple, à l'intérieur de l'habitacle et les positions associées des volets de température dans la région du canal d'air chaud.

L'invention a pour objectif un dispositif de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air dans un véhicule qui est configuré de telle manière que la structure de conception du volet de température est améliorée et ainsi le creux de température de l'air de sortie dans le canal de sortie par rapport à la courbe associée de température/position de rotation est significativement réduit.

Conformément à la présente invention, il est réalisé un dispositif de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air dans des véhicules comprenant un boîtier comportant au moins un ventilateur, au moins un ensemble d'échangeur de chaleur, au moins un canal d'entrée d'air, qui au niveau d'au moins un ensemble d'échangeur de chaleur se divise en un canal d'air froid et un canal d'air chaud, qui sont réunis pour conduire à un canal de sortie, et un volet de température, qui dans la région du canal d'air chaud et du canal d'air froid, est agencé pour pouvoir tourner entre les positions d'extrémité de fermeture du canal d'air chaud ou du canal d'air froid et est prévu pour la répartition de circulation d'air en fonction de la température dans le canal de sortie, caractérisé en ce que le volet de température est établi ou réalisé en tant que volet de vanne de température, qui est constitué d'une plaque de rotation comportant au moins une ouverture de volet et d'au moins un élément de fermeture affecté à l'ouverture de volet.

Dans la région de l'élément de fermeture, un mécanisme d'ouverture est prévu, lequel actionne l'élément de fermeture et libère l'ouverture du volet en fonction de la ou des positions de rotation du volet de vanne de température.

Le mécanisme d'ouverture peut être établi en considérant le boîtier ou en référence à ce dernier.

Le volet de vanne de température de l'invention est muni d'au moins une ouverture de volet variable en section transversale et pouvant être fermée, d'où il résulte que la surface en section transversale effective du canal d'air chaud peut être amenée à varier en continu et être du type diaphragme.

Le mécanisme d'ouverture peut être conçu de sorte que, en fonction de la position respective du volet de vanne de température, il déplace l'élément de fermeture et, en fonction de la direction du déplacement, ouvre ou ferme l'ouverture du volet, d'où il résulte que la température du flux d'air dans le canal de sortie, en fonction des positions de rotation, suit en grande partie une courbe approximativement linéaire de température/position de rotation.

En particulier, l'ouverture de volet peut être conçue avec une forme telle que lorsqu'elle est ouverte, la température du flux d'air dans le canal de sortie en fonction des positions de rotation suit en grande partie une courbe approximativement linéaire de température/position de rotation.

De façon préférée, le mécanisme d'ouverture est optionnellement muni d'éléments d'ouverture mécaniques et/ou électriques, et/ou magnétiques qui sont établis de façon correspondante à l'élément de fermeture associé au volet de vanne de température et en liaison avec celui ci.

La plaque de rotation du volet de vanne de température peut comporter ou être constituée par, de préférence, une plaque de base préférentiellement rectangulaire, dans laquelle il y a une ouverture de volet de préférence rectangulaire, d'où il résulte que dans chacune des régions de bords latéraux opposées de la plaque de base, il peut y avoir un élément de maintien de préférence du type parabole, grâce à quoi les deux éléments de maintien orientés de façon identique et mis en forme de façon identique et décalés par rapport au bord d'une distance donnée sont fixés chacun clans les régions de bords latéraux à angle droit par rapport à la plaque de base et grâce à quoi, dans les régions de sommet des éléments de maintien (de type parabole), il existe des pivots dirigés vers l'extérieur sur le même axe de rotation, qui dépassent par rapports aux ou des bords latéraux et qui sont introduits en rotation dans des trous de rotation associés dans le boîtier.

De préférence, la plaque de rotation, l'ouverture de volet et la plaque de couverture apte à fermer cette dernière sont conçues suivant une forme différente d'une forme rectangulaire.

Les éléments de maintien peuvent être de préférence liés avec uniquement une partie de la plaque de base alors que la partie restante est munie de l'ouverture de volet agencée dans la plaque de base, de préférence de façon parallèle à l'axe de rotation dans une direction transversale et de façon verticale par rapport aux éléments de maintien décalés vers l'intérieur.

En outre, l'ouverture du volet est agencée de façon pratiquement parallèle à l'axe de rotation, de façon transversale à la plaque de base et de façon verticale aux éléments de maintien.

L'ouverture du volet peut être agencée sensiblement de façon parallèle à l'axe de rotation, de façon transversale à la plaque de base et de façon verticale aux éléments de maintien.

De plus, l'élément de fermeture peut appartenir à la plaque de rotation supportée en rotation, lequel dans la position de rotation à 0 % ("chaud") du volet de vanne de température ferme l'ouverture du volet.

Ainsi, la plaque de rotation supportée en rotation peut être munie de l'élément de rotation qui se trouve dans la position de rotation à 0 % du volet de vanne de température fermant l'ouverture de volet, d'où il résulte que l'élément de fermeture est muni d'une plaque de couverture, qui est adaptée pour sa surface au moins à la zone en section transversale de passage de l'ouverture du volet et scelle complètement l'ouverture du volet, d'où il résulte que sur les côtés étroits de la plaque de couverture, il existe deux bandes latérales en vis-à-vis, qui sont munies respectivement d'un arc élastique dans chaque cas, qui se termine en une bande dans chaque cas correspondant au plan de la plaque de couverture, les bandes étant ainsi fixées aux régions de bords latéraux à la distance.

La plaque de rotation, l'ouverture du volet et également la plaque de couverture peuvent être conçues selon une forme différente d'une forme rectangulaire. Les sections de passage d'ouverture du volet non rectangulaire permettent d'atteindre un processus d'ouverture plus "souple" de l'ouverture du volet de sorte que des caractéristiques d'ouverture données peuvent être réalisées.

Le mécanisme d'ouverture peut être muni de deux protubérances, conçues en particulier sous forme de cames, fonctionnant essentiellement en tant qu'éléments d'ouverture, qui sont fixés au boîtier au niveau des arcs élastiques, d'où il résulte qu'en vue d'un mouvement de coulissement de la plaque de couverture de l'élément de fermeture sur la plaque de base, un support de pression exercé par les cames sur les arcs élastiques du côté du bord est suffisant.

Les cames sont de préférence conçues plates et présentent une épaisseur inférieure à la distance du décalage des éléments de maintien vers l'intérieur par rapport ou dans les régions de bords latéraux de la plaque de base.

Les éléments d'ouverture, notamment le profil des cames est conçu de sorte qu'il prédétermine à quelle vitesse la plaque de couverture peut coulisser dans une direction à l'écart de l'ouverture de volet, de manière à obtenir une séparation commandée du flux partiel d'air chaud à partir du canal d'air chaud dirigé au moins dans la région d'extrémité du canal d'air froid, pour prétempérer le flux d'air froid, ainsi que dans le canal de sortie.

Les cames sont mises en forme ou présentent des formes de sorte que lors des rotations du volet de vanne de température en liaison avec l'action de force sur les arcs élastiques, le creux de la courbe de température/position de rotation peut être réduit de sorte que, de préférence dans la région des positions de rotation inférieures du volet de vanne de température, la surface en section transversale de passage effective de l'ouverture de volet peut être efficace.

Ainsi, le creux de température peut être réduit conformément à la courbe de température/position de rotation C et de sorte que dans la région des positions de rotation de 10 % jusqu'à 50 % du volet de vanne de température, la surface en section transversale de passage effective de l'ouverture de volet peut agir de façon suffisante.

Les cames peuvent par exemple être similaires à une Forme de cloche (dans une section longitudinale adaptée à la plage de rotation et fixée au boîtier), d'où il résulte que les bords en cloche ou des cloches venant en contact avec les arcs élastiques sont des actionneurs de pression pour les arcs élastiques.

De préférence, en fonction du cours de la libération donnée de la surface en section transversale de passage de l'ouverture du volet, les cames peuvent présenter optionnellement une forme géométrique différente, en particulier une forme cylindrique.

La liaison et/ou la fixation, respectivement, des cames à l'intérieur du boîtier est également prédéterminée en fonction de ou réalisée en référence à l'emplacement et de la conception des arcs élastiques.

Optionnellement, le mécanisme d'ouverture peut également comporter d'autres éléments d'ouverture mécaniques ou autrement des éléments d'ouverture électriques et/ou magnétiques, qui sont établis en tant qu'éléments d'ouverture correspondant à l'élément ou aux éléments de fermeture et peuvent être reliés à ceux ci.

L'ouverture de volet variable fait qu'il est possible, avant que le flux d'air chaud et le flux d'air froid se rencontrent dans le canal de sortie, qu'optionnellement au moins un flux partiel d'air chaud associé à la zone en section transversale de passage de l'ouverture du volet se sépare du flux d'air chaud d'origine et entre dans le flux d'air froid, d'où il résulte que la séparation du flux d'air chaud prétempère le flux d'air froid de sorte que la température du flux d'air de sortie dans le canal de sortie est adaptée à une courbe en grande partie linéaire de température/position de rotation (C) par une commande de vanne.

De plus, l'invention concerne également un procédé de conditionnement d'air d'un habitacle, permettant le mélange d'un flux d'air froid et d'un flux d'air chaud avant la fourniture de l'air conditionné à l'intérieur de l'habitacle dans un canal de sortie d'alimentation d'un dispositif de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air, procédé caractérisé en ce qu'avant la combinaison du flux d'air chaud et du flux d'air froid dans le canal de sortie, optionnellement au moins un flux partiel d'air chaud associé à la zone en section transversale de passage d'ouverture de volet se sépare d'un flux d'air chaud d'origine et est dirigé dans le canal d'air froid, d'où il résulte que la séparation du flux partiel d'air chaud prétempère le flux d'air froid, de sorte que la température du flux d'air de sortie dans le canal de sortie est adaptée à une courbe en grande partie linéaire de température/position de rotation par une commande de vanne.

L'invention sera illustrée au moyen d'un exemple de mode de réalisation en faisant référence aux dessins.

Elle est représentée par: la figure 1 une représentation simplifiée d'un dispositif de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air dans des véhicules conforme à l'état actuel de la technique avec les deux positions d'extrémité du volet de température, la figure 2 une représentation simplifiée d'un dispositif dans une position de rotation à % du volet de température de la figure 1, la figure 3 une représentation simplifiée d'un dispositif conforme à l'invention destiné à chauffer, ventiler et réaliser un conditionnement d'air dans des véhicules avec un volet de vanne de température dans une position de rotation à 25 % avec une ouverture de volet partiellement ouverte, la figure 4 une représentation simplifiée d'un dispositif de l'invention conforme à la figure 3, le volet de vanne de température étant dans une position de rotation à 50 % avec une ouverture de volet ouverte, la figure 5 une représentation simplifiée du dispositif de l'invention conforme à la figure 3, le volet de vanne de température étant dans une position de rotation à 75 % avec une ouverture de volet fermée, la figure 6a une représentation du volet de vanne de température de l'invention avec un élément de fermeture assisté par ressort pour l'ouverture du volet dans l'état fermé, la figure 6b une simple représentation de la plaque de rotation du volet de vanne de température conformément à l'invention sans l'élément de fermeture de la figure 6a, la figure 6c une simple représentation de l'élément de fermeture de la figure 6a, la figure 7 une représentation du volet de vanne de température dans une position de rotation à 0 % avec le mécanisme d'ouverture de l'invention pour l'ouverture du volet sans contact de came, la figure 8 une représentationdu volet de vanne de température dans une position de rotation approximativement à 50 % avec un contact de came, la figure 9 une représentation d'une courbe linéaire idéale de température/position de rotation (courbe de contrôle) A, d'une courbe de contrôle B de l'état actuel de la technique et d'une courbe de contrôle améliorée C avec le volet de vanne de température de l'invention.

Le dispositif 1 de chauffage, ventilation et conditionnement d'air (dispositif HVAC) dans des véhicules représenté sur les figures 1, 2 comprend, conformément à l'état actuel de la technique, un boîtier 2 avec au moins un ventilateur 3, deux ensembles d'échangeur de chaleur - un ensemble d'évaporateur 4, un ensemble de partie centrale de chauffage 5 -, un canal d'entrée d'air 6, qui se divise en un canal d'air froid 7 et en un canal d'air chaud 8, qui sont réunis ensemble pour conduire à un canal de sortie 9, et un volet de température 40, qui dans la région du canal d'air chaud 8 et du canal d'air froid 7 est agencé pour pouvoir tourner entre les positions d'extrémité 11, 12 de fermeture du canal d'air chaud 8 ou du canal d'air froid 7 et est prévu pour la répartition de circulation d'air en fonction de la température dans le canal de sortie 9.

La figure 1 représente en particulier les positions d'extrémité extrêmes 11, 12 du volet de température connu 40, et la figure 2 représente la position de rotation à 25 % 35 de celui ci.

Conformément à l'invention, le volet de température 40 est établi en tant que volet de vanne de température 10 qui comme indiqué sur les figures 7, 8 est constitué de la plaque de rotation 39 comportant au moins une ouverture de volet 13 et au moins un élément de fermeture 16 affecté à l'ouverture du volet 13, d'où il résulte que dans la région de l'élément de fermeture 16, il existe un mécanisme d'ouverture associé au boîtier 14, qui en fonction de la position de rotation 11, 35, 36, 37., 12 du volet de vanne de température 10 actionne l'élément de fermeture 16, de sorte qu'optionnellement un flux partiel d'air chaud 42 se séparant du flux d'air chaud restant 43 peut circuler à travers la zone en section transversale de passage de l'ouverture du volet 13 au moins dans la région d'extrémité du canal d'air froid 7 et ensuite dans le canal de sortie 9.

Le volet de vanne de température 10 est muni, par analogie à la figure 1, d'une ouverture de volet 13 fermée au moins dans les positions d'extrémité 11, 12.

Le mécanisme d'ouverture 14 est conçu de sorte qu'il ouvre et ferme l'ouverture de volet 13 en fonction de la position de rotation réelle du volet de vanne de température 10, d'où il résulte que la température du flux d'air dans le canal de sortie 9 en fonction des positions de rotation 11, 35, 36, 37, 12 (sur les figures 1, 3, 4, 5) suit en grande partie une courbe approximativement linéaire de température/position de rotation C, comme indiqué sur la figure 9.

Le volet de vanne de température 10 comprend, comme indiqué sur la figure 6a, la plaque de rotation 39 munie d'une ouverture de volet 13 et de l'élément de fermeture associé 16.

La plaque de rotation 39 du volet de vanne de température 10 est constituée, comme représenté sur la figure 6b, d'une plaque de base de préférence rectangulaire 15, qui contient une ouverture de volet de préférence rectangulaire 13. Dans chacune des régions de bords latéraux opposées 19, 20 de la plaque de base 15, il existe un élément de maintien de préférence du type parabole 17, 18, d'où il résulte que les deux éléments de maintien 17, 18 orientés de façon identique et mis en forme de façon identique, décalés du bord d'une distance a donnée sont fixés chacun dans les régions de bords latéraux 19, 20 à angle droit par rapport à la plaque de base 15. Dans les régions de sommet 21, 22 des éléments de maintien du type parabole 17, 18, il existe des pivots 24, 25 dirigés vers l'extérieur sur le même axe de rotation 23, qui dépassent des bords latéraux 19, 20 et s'adaptent en rotation dans des trous de rotation associés (non représentés) dans le boîtier 2. Les éléments de maintien 17, 18 sont de préférence en liaison avec une seule partie de la plaque de base 15, tandis que la partie restante est munie de l'ouverture de volet pratiquement rectangulaire 13, qui est agencée dans la plaque de base 15 de façon parallèle à l'axe de rotation 23 dans une direction transversale et de façon verticale par rapport aux éléments de maintien 17, 18 décalés vers l'intérieur.

Les éléments de maintien 17, 18 et les pivots associés 24, 25 peuvent être conçus différemment.

La plaque de rotation 39 supportée en rotation est munie de l'élément de fermeture 16 qui se trouve dans la position de rotation à 0 % 11 du volet de vanne de température 10 fermant l'ouverture de volet 13 sur la figure 6c, d'où il résulte que l'élément de fermeture 16 est muni d'une plaque de couverture 26, qui est adaptée en ce qui concerne sa surface au moins à la zone en coupe transversale de passage de l'ouverture de volet 13 et scelle complètement l'ouverture de volet 13 dans les positions de rotation d'extrémité 11, 12. En vis-à-vis sur les côtés étroits de la plaque de couverture 26, il existe des bandes latérales 27 et 28, qui sont munies respectivement d'un arc élastique 29, 30, qui se termine en une bande 31, 32 correspondant au plan de la plaque de couverture 26 fixée aux régions de bords latéraux 19, 20 à la distance a.

Sur les figures 7 et 8, la conception du mécanisme d'ouverture 14 est représentée. Sur la figure 7, la position de rotation à 0 % 11 est représentée, sur la figure 8, la position de rotation à 50 % 36 est représentée après une rotation 44 à partir de la position de rotation à 0 % 11 du volet de vanne de température 10 conforme à l'invention.

Le mécanisme d'ouverture 14 est essentiellement muni d'éléments d'ouverture sous la forme de deux protubérances, en particulier les cames 33, 34, qui peuvent être fixées au boîtier 2 au niveau des arcs élastiques 29, 30. Les cames 33, 34 sont plates et présentent une épaisseur inférieure à la distance a de laquelle les éléments de maintien 17, 18 sont décalés vers l'intérieur par rapport aux régions de bords latéraux 19, 20 de la plaque de base 15.

En vue du déplacement par coulissement de la plaque de couverture 26 de l'élément de fermeture 16 sur la plaque de base 15, le support de pression exercé sur les arcs élastiques du côté du bord 29, 30 est suffisant. Le profil 41 des cames 33, 34 dépend de la condition de vitesse à laquelle la plaque de couverture 26 doit être poussée de l'ouverture de volet 16 afin d'obtenir un flux partiel d'air chaud se séparant réellement du canal d'air chaud 8 dirigé à l'intérieur du canal d'air froid 7.

Les cames 33, 34 sont mises en forme de sorte que pour une rotation du volet de vanne de température 10 en liaison avec l'action de la force sur les arcs élastiques 29, 30, le creux de la courbe de température/position de rotation C par comparaison à la courbe de contrôle B est significativement réduit. Il est utile que la forme périphérique des cames soit conçue de sorte que de préférence dans la région des positions de rotation de 10 % à 50 % du volet de vanne de température 10, l'ouverture du volet effective 13 puisse être efficace, d'où il résulte qu'après la position de rotation à 75 %, l'ouverture du volet 13 peut déjà être fermée de nouveau en suivant la comparaison entre la courbe de température/position de rotation C et la courbe de température/position de rotation idéale A. Les cames 33, 34 peuvent par exemple présenter une firme similaire à une forme de cloche inversée dans la section longitudinale, d'où il résulte que le contour des bords des cloches 41 venant en contact avec les arcs élastiques 29, 30 constitue l'actionneur de pression sur les arcs élastiques 29, 30.

En fonction d'une course de la libération utile de la zone en section transversale de passage de l'ouverture du volet 13, les cames 33, 34 peuvent également présenter une forme cylindrique ou demi cylindrique. De cette manière, une liaison ou une fixation utile, respectivement, des cames 33, 34 à l'intérieur du boîtier 2 par rapport à l'emplacement et à la conception des arcs élastiques 29, 30 est fournie.

Sur la figure 9, trois courbes de température/position de rotation (courbes de contrôle) A, B, C sont représentées dans un but de comparaison. L'une des représentations se rapporte à une courbe idéale de température/position de rotation (courbe de contrôle) A, pour laquelle la température (en pourcentage) dans le canal de sortie 9 et la position de rotation (en pourcentage) sont proportionnelles l'une à l'autre. Dans des buts de comparaison, une courbe de contrôle B de l'état actuel de la technique avec le volet de température traditionnel 40 et la courbe de contrôle améliorée C avec le volet de vanne de température 10 de l'invention sont représentées.

Au moyen de la figure 1 et des figures 3 à 5, comme des représentations des courbes de contrôle A, B et C de la figure 9, la fonction du volet de vanne de température 10 de l'invention sera expliquée dans ce qui suit.

Sur la figure 1, par analogie avec le volet de température 40, le volet de vanne de température 10 de l'invention est représenté dans la position d'extrémité du type froid à 0 % 11 et dans la position d'extrémité du type chaud à 100 % 12, d'où il résulte que la position de rotation à 0 % 11 est affectée au point de température à 0 % et la position de rotation à 100 % 12 est affectée au point de température à 100 % sur les courbes de contrôle A, B, C. L'ouverture du volet 13 est fermée dans les positions d'extrémité 11, 12.

Le point de température à 0 % peut correspondre par exemple à une température réelle de 10 C ("froid"), et le point de température à 100 % peut correspondre à une température réelle de 50 C ("chaud"). A la position de rotation à 0 % 11 ("froid"), le canal d'air chaud 8 est fermé et complètement scellé par le volet de vanne de température 10. Dès que le mécanisme d'actionnement (non représenté) commence à tourner le volet de vanne de température 10 à partir de la position de rotation à 0 % 11, les arcs élastiques 29, 30 s'approchent des cames 33, 34, qui sont fixées au boîtier 2. Après que les arcs élastiques 29, 30 sont venus en contact avec les cames 33, 34, les arcs élastiques 29, 30 sont pressés dans la direction de la plaque de base 15 lorsque la rotation se poursuit. La plaque de couverture 26 est poussée de façon à coulisser depuis sa position de fermeture.

La zone en section transversale de passage de l'ouverture de volet 13 est libérée au fur et à mesure approximativement dans la région allant de la position de rotation à 25 % 35 (figure 3) jusqu'à la position de rotation à 50 % 36 (figure 4, figure 8). La zone en section transversale effective du canal d'air chaud 8 augmente progressivement. Une proportion d'air chaud se séparant circulera à travers l'ouverture de volet 13 jusqu'à l'air chaud passant sur le côté arrière 38 du volet de vanne de température 10 et sera ajoutée à l'air froid circulant du canal d'air froid 7 pour être mélangée à celui ci. En raison de la séparation du flux partiel d'air chaud 42, dans les positions de rotation inférieures (position de rotation de 5 % à 50 % 36), on prétempère le flux d'air froid dans la région d'extrémité du canal d'air froid 7 par comparaison aux dispositifs HVAC connus avec le volet de température 40 et le flux d'air chaud continu 43 du canal d'air chaud 8. La comparaison entre les débits d'air chaud de la figure 2 (état actuel de la technique) et de la figure 3 pour la position de rotation à 25 % 35 dans chaque cas démontre la proportion d'air chaud dans le flux d'air froid en raison de la séparation du flux partiel d'air chaud 42 existant à présent et du flux d'air chaud restant 43 de la figure 3. Avec une rotation croissante, la zone en section transversale de passage effective est de nouveau réduite par les arcs élastiques jusqu'à ce que, en fonction de la conception des arcs élastiques et des cames, elle soit fermée dans les régions allant d'une position de rotation approximativement à 75 % 37 jusqu'à une position de rotation à 100 % 12 ("chaud") où le flux d'air chaud total 43 est dirigé vers le canal de sortie 9.

De ce fait, la température de sortie de l'air mélangé/de sortie entrant dans l'habitacle est plus élevée pour des positions de rotation inférieures par comparaison à la technique classique. Donc, conformément à l'invention, la courbe de température est augmentée par comparaison au creux de température connu de la courbe de contrôle B, en particulier pour des positions en rotation faibles, et s'approche de la courbe de contrôle linéaire idéale A dans une large mesure.

Optionnellement, l'ouverture du volet 13 peut être fermée à la position de rotation à 75 % 37 du volet de vanne de température 10, où il n'est pas nécessaire de modifier la courbe de contrôle C. Dans ce cas, la courbe de contrôle C correspond approximativement à la courbe de contrôle A. L'élément de fermeture 16, grâce à une modification du mécanisme d'ouverture décrit ci dessus, peut être actionné par un mécanisme d'ouverture différent, en particulier un dispositif de commande de came ou un dispositif de connexion, qui optionnellement peut être un dispositif de poussée d'élément de fermeture différent.

L'ouverture du volet changeant de position en fonction de la position de rotation 13 du volet de vanne de température 10 peut également être considérée comme une vanne à petite échelle commandée automatiquement de façon interne, à l'intérieur d'une vanne à grande échelle pouvant être commandée, actionnable de l'extérieur.

Claims (1)

16 REVENDICATIONS

1. Dispositif de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air dans des véhicules (1) comprenant un boîtier (2) comportant au moins un ventilateur (3), au moins un ensemble d'échangeur de chaleur (4, 5), au moins un canal d'entrée d'air (6), qui au niveau d'au moins un ensemble d'échangeur de chaleur se divise en un canal d'air froid (7) et un canal d'air chaud (8), qui sont réunis pour conduire à un canal de sortie (9), et un volet de température (40), qui dans la région du canal d'air chaud (8) et du canal d'air froid (7) est agencé pour pouvoir tourner entre les positions d'extrémité de fermeture (11, 12) du canal d'air chaud (8) ou du canal d'air froid (7) et est prévu pour la répartition de circulation d'air en fonction de la température dans le canal de sortie (9), dispositif caractérisé en ce que le volet de température est établi ou réalisé en tant que volet de vanne de température (10), qui est constitué d'une plaque de rotation (39) comportant au moins une ouverture de volet (13) et d'au moins un élément de fermeture (16) affecté à l'ouverture de volet (13).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la région de l'élément de fermeture (16), se trouve un mécanisme d'ouverture (14) qui en fonction des positions de rotation (11, 35, 36, 37, 12) du volet de vanne de température (10) actionne l'élément de fermeture (16) et libère l'ouverture de volet (13).

3. Dispositif selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que le volet de vanne de température (10) est muni d'au moins une ouverture de volet (13) qui présente une section transversale variable et qui peut être fermée, d'où il résulte que la surface en section transversale effective du canal d'air chaud (8) peut varier en continu ou être du type diaphragme.

4. Dispositif selon au moins l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le mécanisme d'ouverture est conçu en référence au boîtier.

5. Dispositif selon au moins l'une des revendications 1. à 4, caractérisé en ce que l'ouverture de volet (13) est conçue avec une forme telle que lorsqu'elle est ouverte, la température du flux d'air dans le canal de sortie (9) en fonction des positions de rotation 20 (11, 35, 36, 37, 12) suit en grande partie une courbe approximativement linéaire de température/position de rotation (C).

6. Dispositif selon au moins l'une des revendications 2 ou 4 et 5, pour autant qu'elles dépendent de la revendication 2, caractérisé en ce que le mécanisme d'ouverture (14) est muni d'éléments d'ouverture mécaniques et/ou électriques, et/ou magnétiques qui sont établis de façon correspondante à l'élément de fermeture associé au volet de vanne de température (10) et en liaison avec celui ci.

7. Dispositif selon au moins l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la plaque de rotation (39) du volet de vanne de température (10) est constituée d'une plaque de base (15), de préférence rectangulaire qui comprend une ouverture de volet (13), de préférence rectangulaire, de telle manière que dans chacune des régions de bords latéraux opposées (19, 20) de la plaque de base (15), on trouve un élément de maintien (17, 18), grâce à quoi les deux éléments de maintien (17, 18) orientés de façon identique et mis en forme de façon identique et décalés par rapport au bord d'une distance donnée (a) sont chacun fixés dans les régions de bords latéraux (19, 20) à angle droit par rapport à la plaque de base (15) et grâce à quoi, dans les régions de sommet (21, 22) des éléments de maintien (17, 18), il existe des pivots (24, 25) dirigés vers l'extérieur sur le même axe de rotation (23), qui dépassent des bords latéraux (19, 20) et qui sont introduits en rotation dans des trous de rotation associés dans le boîtier (2).

8. Dispositif selon au moins l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la plaque de rotation (39), l'ouverture de volet (13) et une plaque de couverture (26) apte à fermer ladite ouverture sont conçues suivant une forme différente d'une forme rectangulaire.

9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments de maintien (17, 18) sont liés à uniquement une partie de la plaque de base (15), la partie restante étant ainsi munie de l'ouverture de volet (13).

10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ouverture du volet (13) est agencée sensiblement de façon parallèle à l'axe de rotation (23), de façon transversale à la plaque de base (15) et de façon verticale aux éléments de maintien (17, 18).

11. Dispositif selon au moins l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que la plaque de rotation supportée en rotation (39) est munie de l'élément de rotation (16) qui se trouve dans la position de rotation à 0 % (11) du volet de vanne de température (10) fermant l'ouverture de volet (13), d'où il résulte que l'élément de fermeture (16) est muni d'une plaque de couverture (26), qui est adaptée pour sa surface au moins à la zone en section transversale de passage de l'ouverture du volet (13) et scelle complètement l'ouverture du volet (13) , d'où il résulte que sur les côtés étroits de la plaque de couverture (26), il existe deux bandes latérales en vis-à-vis (27, 28), qui sont munies respectivement d'un arc élastique (29, 30) dans chaque cas, qui se termine en une bande (31, 32) dans chaque cas correspondant au plan de la plaque de couverture (26), les bandes (31, 32) étant ainsi fixées aux régions de bords latéraux (19, 20) à la distance (a).

12. Dispositif selon les revendications 2 et 11, caractérisé en ce que le mécanisme d'ouverture (14) est muni, essentiellement en tant qu'éléments d'ouverture, de deux protubérances, en particulier de cames (33, 34) qui sont fixées au boîtier (2) au niveau des arcs élastiques (29, 30), d'où il résulte que pour le mouvement de coulissement de la plaque de couverture (26) de l'élément de fermeture (16) sur la plaque de base (15), le support de pression sur les arcs élastiques du côté du bord (29, 30) est suffisant.

13. Dispositif selon les revendications 7 et 12, caractérisé en ce que les cames (33, 34) sont plates et présentent une épaisseur inférieure à la distance (a) du décalage des éléments de maintien (17, 18) vers l'intérieur par rapport aux régions de bords latéraux (19, 20) de la plaque de base (15).

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les éléments d'ouverture, en particulier le profil (41) des cames (33, 34), sont conçus de telle sorte qu'ils prédéterminent à quelle vitesse la plaque de couverture (26) peut coulisser dans une direction à l'écart de l'ouverture de volet (13), de manière à obtenir une séparation commandée du flux partiel d'air chaud à partir du canal d'air chaud (8) dirigée au moins dans la région d'extrémité du canal d'air froid (7) pour prétempérer le flux d'air froid, ainsi que dans le canal de sortie (9).

15. Dispositif selon la revendication 12, 13 ou 14, caractérisé en ce que les cames (33, 34) présentent des formes telles que lors de la rotation du volet de vanne de température (10) en liaison avec l'action de force sur les arcs élastiques (29, 30), le creux de la courbe de température/position de rotation (C) peut être réduit de sorte que, de préférence dans la région des positions de rotation inférieures du volet de vanne de température (10), la surface en section transversale de passage effective de l'ouverture de volet (13) peut être efficace.

16. Dispositif selon au moins l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que les cames (33, 34) présentent une forme similaire à une forme de cloche, d'où il résulte que les bords des cloches (41) venant en contact avec les arcs élastiques (29, 30) constituent des actionneurs de pression pour lesdits arcs élastiques (29, 30).

17. Dispositif selon au moins l'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce qu'en fonction du cours de la libération donnée de la surface en section transversale de passage de l'ouverture du volet (13), les cames (33, 34) présentent optionnellement une forme géométrique différente, en particulier une forme cylindrique.

18. Dispositif selon au moins l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que la liaison et/ou la fixation, respectivement, des cames (33., 34) à l'intérieur du boîtier (2) est réalisée en référence à l'emplacement et à la conception des arcs élastiques (29, 30).

19. Procédé de conditionnement d'air d'un habitacle, permettant le mélange d'un flux d'air froid et d'un flux d'air chaud avant la fourniture de l'air conditionné à l'intérieur de l'habitacle dans un canal de sortie d'alimentation d'un dispositif de chauffage, de ventilation et de conditionnement d'air selon l'une des revendications 1 à 18, procédé caractérisé en ce qu'avant la combinaison du flux d'air chaud et du flux d'air froid dans le canal de sortie (9), optionnellement au moins un flux partiel d'air chaud (42) associé à la zone en section transversale de passage d'ouverture de volet se sépare d'un flux d'air chaud d'origine (43) et est dirigé dans le canal d'air froid (7), d'où il résulte que la séparation du flux partiel d'air chaud (42) prétempère le flux d'air froid, de sorte que la température du flux d'air de sortie dans le canal de sortie (9) est adaptée à une courbe en grande partie linéaire de température/position de rotation (C) par une commande de vanne.