Domaine technique

La présente invention revendique la priorité de la demande française 1871395 déposée le 07 Novembre 2018 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence

La présente invention concerne d'une manière générale les aérateurs destinés à diffuser dans l'habitacle d'un véhicule automobile de l'air provenant du système de chauffage, de ventilation et de climatisation dudit véhicule. Technique antérieure

Un tel aérateur, connu par exemple de la demande de brevet française FR 2 956 065, comporte classiquement au moins un aérateur comprenant un canal délimité par un corps creux et apte à canaliser u n flux d'air jusqu'à une ouverture de sortie débouchant dans l'habitacle du véhicule, ainsi qu'une série d'ailettes de déflexion parallèles montées rotative dans ce canal à proximité de l'ouverture de sortie. L'aérateur comprend également un actionneur relié mécaniquement à ces ailettes et permettant à l'utilisateur de commander sa rotation afin d'orienter le flux d'air en sortie du corps.

Un volet d'occultation pi Iota bl e par un mécanisme de commande dédié est en outre généralement monté pivotant dans le conduit en amont de ces ailettes entre une position d'ouverture maximale et une position de fermeture empêchant le flux d'air canalisé de s'échapper au travers de l'ouverture de sortie.

Ces aérateurs qui débouchent généralement sur la planche de bord du véhicule sont inesthétiques et impactent négativement le niveau de qualité perçu par les utilisateurs.

Afin de palier à ces inconvénients, la demande de brevet américaine 2014/0357179 propose un aérateur comportant : - un corps creux apte à canaliser un flux d'air depuis une ouverture d'entrée jusqu'à une ouverture de sortie débouchant sur une enceinte ;

- un noyau creux de guidage d'air à section ovoïdale logé rigidement dans le corps creux et définissant deux surfaces de guidage d'air à l'opposé l'une de l'autre, les deux surfaces de guidage et le corps creux délimitant ainsi deux canaux d'écoulement aptes à transporter respectivement vers l'ouverture de sortie une première et une seconde quantité d'air en provenance de l'ouverture d'entrée ; et

- une ailette s'étendant dans ledit corps creux en amont du noyau de guidage et montée pivotante par son extrémité aval autour d'un axe transversal de sorte à permettre d'ajuster en fonction de sa position le ratio entre les première et seconde quantités d'air.

Ainsi, selon la valeur de ce ratio, la direction du flux d'air sortant de l'aérateur et perçu par les utilisateurs sera modifiée. Lorsque les deux quantités d'air sont identiques, le flux d'air sortant s'étend selon une direction parallèle à l'axe du conduit.

Un tel aérateur met en œuvre le phénomène physique connu sous le nom d'effet « Coanda » selon lequel un flux guidé en s'attachant à des surfaces courbes présente une faible perte de charge et génère ainsi peu de bruit.

Il présente l'avantage d'être particulièrement esthétique (seule l'extrémité du noyau demeurant visible des usagers tandis que les autres éléments mécaniques étant quant à eux dissimulés) ce qui permet d'améliorer sensiblement le niveau de qualité perçue de l'ensemble de la planche de bord du véhicule.

Cependant, avec ce type d'aérateur, la section aéraulique de sortie varie considérablement en fonction de la position de l'ailette située en amont du noyau de guidage.

Cette section est ainsi deux fois plus faible lorsque cette ailette occupe sa position extrême basse ou haute que lorsqu'elle occupe sa position intermédiaire, ce qui se traduit par une vitesse de l'air nettement plus importante en sortie de l'aérateur engendrant de la turbulence, des pertes de charges et u n bruit de fonctionnement beaucoup plus élevé (gain d'environ 7 à 8 dB).

Afin de limiter l'amplitude de variation de la section aéraulique en sortie de l'aérateur, la demande de brevet français non encore publiée et déposée par le demandeur sous le numéro FR 1855935 divulgue u n aérateur comportant un corps creux apte à canaliser un flux d'air depuis une ouverture d'entrée jusqu'à une ouverture de sortie débouchant sur une enceinte, une première ailette s'étendant dans ledit corps creux en étant montée pivotante par son extrémité amont autour d'un axe transversal et définissant deux surfaces de guidage d'air à l'opposé l'une de l'autre délimitant avec ledit corps creux deux canaux d'écoulement supérieur et inférieur aptes à transporter respectivement vers ladite ouverture de sortie une première et une seconde quantité d'air en provenance de ladite ouverture d'entrée, et une deuxième ailette s'étendant dans ledit corps creux en amont de ladite première ailette et montée pivotante par son extrémité aval autour dudit axe transversal de sorte à permettre d'ajuster en fonction de sa position le ratio entre les première et seconde quantités d'air, lesdites première et deuxième ailettes sont articulées l'une à l'autre par un mécanisme d'articulation à biel lettes implanté à l'extérieur du corps creux et agencé de sorte que l'entrainement à pivotement dans une direction de ladite deuxième ailette entraîne également le pivotement synchronisé dans la même direction de ladite première ailette.

Toutefois, ce mécanisme d'articulation s'avère assez complexe à mettre en œuvre et présente en outre des risques non négligeables de blocage par arc-boutement.

Exposé de l'invention

La présente invention vise donc à améliorer la situation.

Elle propose à cet effet u n aérateur pour véhicule automobile comportant un corps creux apte à canaliser un flux d'air depuis une ouverture d'entrée jusqu'à une ouverture de sortie débouchant sur une enceinte, une première ailette s'étendant dans ledit corps creux en étant montée pivotante par son extrémité amont autour d'un axe transversal et définissant deux surfaces de guidage d'air à l'opposé l'une de l'autre délimitant avec ledit corps creux deux canaux d'écoulement supérieur et inférieur aptes à transporter respectivement vers ladite ouverture de sortie une première et une seconde quantité d'air en provenance de ladite ouverture d'entrée, et une deuxième ailette s'étendant dans ledit corps creux en amont de ladite première ailette et montée pivotante par son extrémité aval autour dudit axe transversal de sorte à permettre d'ajuster en fonction de sa position le ratio entre les première et seconde quantités d'air, lesdites première et deuxième ailettes étant articulées l'une à l'autre par un mécanisme d'articulation de sorte que l'entrainement à pivotement dans une direction de ladite deuxième ailette entraîne également le pivotement synchronisé dans la même direction de ladite première ailette ; caractérisé en ce que ledit mécanisme d'articulation comporte une première et une seconde tiges transversales solidaires par une première de leurs extrémités respectivement de la première et de la deuxième ailettes et dont les secondes extrémités sont montées à libre rotation et à coulissement longitudinal dans un coulisseau monté lui- même à coulissement vertical dans un boîtier de guidage solidaire dudit corps creux.

Ce mécanisme d'articulation synchronisé à pivotement des deux ailettes présente l'avantage d'être de conception particulièrement simple et donc économique à la fabrication tout en limitant considérablement les risques de blocage par arc-boutement.

Selon des caractéristiques préférées de l'aérateur selon l'invention, prises seules ou en combinaison :

- l'écartement entre ladite première tige et ledit axe de pivotement desdites ailettes est supérieur à celui entre ladite deuxième tige et ce même axe de pivotement, de sorte que ladite première ailette ait une vitesse de rotation inférieure à celle de ladite deuxième ailette lors du coulissement vertical du coulisseau ;

- ladite deuxième ailette est apte à être déplacée entre une position extrême basse dans laquelle ledit canal d'écoulement inférieur est fermé de sorte que la totalité dudit flux d'air circule dans le ledit canal d'écoulement supérieur, et une seconde position extrême haute où ledit canal d'écoulement supérieur est fermé de sorte que la totalité dudit flux d'air circule dans ledit canal d'écoulement inférieur ;

- le rapport entre lesdits écartements est déterminé de sorte que la surface de guidage supérieure de la première ailette soit sensiblement parallèle à la paroi du corps creux située en regard de cette dernière lorsque ladite deuxième ailette occupe sa position extrême basse, et de sorte que la surface de guidage inférieure de cette première ailette soit sensiblement parallèle à la paroi du corps creux située en regard de cette dernière lorsque ladite deuxième ailette occupe sa position extrême haute ;

- chacune desdites tiges traverse une lumière oblongue respective en arc de cercle ménagée dans une paroi latérale dudit corps creux et étant centrée sur ledit axe transversal ;

- la seconde extrémité de chaque tige est logée dans u n évidemment respectif dudit coulisseau présentant une section rectangulaire dont la hauteur correspond au diamètre de cette seconde extrémité de sorte à empêcher tout déplacement vertical relatif entre ces deux éléments, et dont la longueur est supérieure au diamètre de cette seconde extrémité de sorte à autoriser le déplacement longitudinal de cette dernière le long de cet évidemment ;

- ledit mécanisme de commande comprend un actionneur accessible depuis l'extérieur dudit boîtier et permettant d'entraîner à coulissement vertical ledit coulisseau ;

- ledit mécanisme de commande comprend u n moteur électrique apte à entraîner le déplacement vertical dudit coulisseau ; et/ou

- ledit aérateur comporte une rangée d'ailettes de déflexion verticales parallèles montées pivotantes autour d'axes verticaux dans ledit corps creux en amont desdites première et deuxième ailettes, et étant solidaires en rotation par l'intermédiaire d'un organe de liaison les reliant entre elles.

L'invention concerne également sous un second aspect, un véhicule automobile comportant au moins un tel aérateur. Brève description des dessins

L'exposé de l'invention sera maintenant poursuivi par la description détaillée d'un exemple de réalisation, donnée ci-après à titre illustratif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels :

[Fig 1] est une vue simplifiée en coupe longitudinale verticale de l'aérateur selon l'invention dans laquelle la première et la deuxième ailettes occupent leur position intermédiaire ;

[Fig 2] représente une vue agrandie en perspective prise de trois quart dos d'une partie latérale de l'aérateur de la figure 1

[Fig 3] une vue latérale en élévation de l'aérateur de la figure 1 dans laquelle la première et la deuxième ailettes visibles par transparence au travers du corps creux occupent leur position extrême basse ; et

[Fig 4] est une vue similaire à la figure 3 mais dans laquelle la première et la deuxième ailettes occupent leur position extrême haute.

Description détaillée

On définit sur les figures un repère orthogonal XYZ comprenant trois axes perpendiculaires deux à deux, à savoir :

- un axe X, définissant une direction longitudinale, parallèle à l'axe longitudinal du véhicule,

- un axe Y, définissant une direction transversale, horizontale, qui avec l'axe X définit un plan XY horizontal, et

- un axe Z, définissant une direction verticale, perpendiculaire au plan XY horizontal .

Les figures 1 à 4 représentent un aérateur 1 destiné à être implanté sur la planche de bord (non représentée) d'un véhicule afin de diffuser dans l'habitacle de ce véhicule l'air pulsé provenant d'un système de ventilation et/ou de climatisation.

Tel qu'illustré sur la figure 1, cet aérateur 1 comporte un corps creux 2 apte à canaliser un flux d'air F depuis une ouverture d'entrée 3 jusqu'à une ouverture de sortie 4 débouchant dans l'habitacle du véhicule.

Dans la suite de cette description, les termes « amont » et « aval » utilisés pour caractériser la position de certains éléments de l'aérateur 1 sont à considérer par rapport au sens de circulation du flux d'air F dans le corps creux 2.

Le corps creux 2 est constitué successivement, depuis l'ouverture d'entrée 3 vers celle de sortie 4, par un premier tronçon 5 présentant une section rectangulaire constante, un deuxième tronçon 6 présentant également une section rectangulaire constante de dimension légèrement plus réduite que celle du premier tronçon 5 et relié à ce dernier par un décrochement annulaire rectangulaire 7, ainsi qu'un troisième tronçon 8 présentant un profil longitudinal biconvexe symétrique.

Ce troisième tronçon 8 se compose d'une portion amont 8A présentant une section longitudinale verticale s'évasant selon le sens de circulation du flux d'air F, et d'une portion aval 8B présentant une section longitudinale verticale se rétrécissant selon ce même sens de circulation du flux d'air F.

L'aérateur 1 comporte également une première ailette de guidage d'air 9 s'étendant dans la portion aval 8B du troisième tronçon 8 du corps creux 2 et étant montée pivotante par son extrémité amont autour d'un axe horizontal transversal A, s'étendant dans le plan horizontal médian du corps 2 (c'est-à-dire à équidistance des parois supérieure et inférieure du troisième tronçon 8) et étant agencé longitudinalement au niveau du plan vertical de séparation S entre les portions amont 8A et aval 8B de ce troisième tronçon 8.

Dotée d'une extrémité aval en pointe, l'ailette de guidage 9 présente un profil longitudinal biconvexe symétrique définissant deux surfaces de guidage d'air supérieure 9A et inférieure 9B à l'opposé l'une de l'autre.

Les parois supérieure et inférieure des portions aval 8B du troisième tronçon 8, situées respectivement en regard des surfaces de guidage supérieure 9A et inférieure 9B de l'ailette 9, définissent ainsi avec ces dernières deux canaux d'écoulement supérieur 10 et inférieur 11.

Ces canaux 10 et 11 sont aptes à transporter respectivement vers l'ouverture de sortie 4 une première et une seconde quantité d'air en provenance de l'ouverture d'entrée 3. L'aérateur 1 comporte également une deuxième ailette de guidage d'air 12 s'étendant dans la portion amont 8A du troisième tronçon 8 du corps creux 2.

Cette deuxième ailette 12 étant montée pivotante par son extrémité aval autour du même axe horizontal transversal A entre une position extrême basse dans laquelle le canal d'écoulement inférieur 11 est fermé (configuration de la figure 3) de sorte que la totalité dudit flux d'air F circule dans ledit canal d'écoulement supérieur 10, et une position extrême haute dans laquelle le canal d'écoulement supérieur 10 est fermé (configuration de la figure 4) de sorte que la totalité dudit flux d'air F circule dans ledit canal d'écoulement inférieur 11.

Ainsi, en faisant varier son inclinaison, il est possible d'ajuster le ratio entre les première et seconde quantités d'air et donc la direction de sortie du flux d'air F par rapport à l'horizontale.

Les deux ailettes 9 et 12 sont en outre articulées l'une à l'autre par l'intermédiaire d'un mécanisme d'articulation 20 que l'on va maintenant décrire à l'appui des figures 2 à 4.

Ce mécanisme d'articulation 20 comporte une première tige cylindrique transversale 21 fixée par l'une de ses extrémités sur la tranche latérale 9C de la première ailette 9, cette tige 21 traversant une première lumière oblongue en arc de cercle 22 ménagée dans la paroi latérale 2A du corps creux 2 (celle située en regard de cette tranche latérale 9C de l'ailette 9) et étant centrée sur l'axe de pivotement A des deux ailettes 9 et 12.

Le mécanisme 20 comprend également une seconde tige cylindrique transversale 23 fixée par l'une de ses extrémités sur la tranche latérale 12A de la deuxième ailette 12, cette tige 23 traversant une deuxième lumière oblongue en arc de cercle 24 ménagée dans la paroi latérale 2A du corps creux 2 et étant centrée sur l'axe de pivotement A des deux ailettes 9 et 12.

Les deux autres extrémités 21 B, 23B des tiges 21 et 23 sont par ailleurs montées à libre rotation et à coulissement longitudinal dans u n coulisseau parallélépipédique 25 monté lu i-même à coulissement vertical dans un boîtier de guidage 28 solidaire du corps creux 2. Plus précisément, l'extrémité 21 B de la première tige 21 est logée dans un premier évidement 26 du coulisseau 25 présentant une section rectangulaire dont la hauteur correspond au diamètre de cette extrémité 21 B de sorte à empêcher tout déplacement vertical relatif entre ces deux éléments, et dont la longueur est supérieure au diamètre de cette extrémité 21 B de sorte à autoriser le déplacement longitudinal de cette dernière le long de ce premier évidemment 26.

L'extrémité 23B de la seconde tige 23 est quant à elle logée dans un second évidement 27 du coulisseau 25 présentant une section rectangulaire dont la hauteur correspond au diamètre de cette extrémité 23B de sorte à empêcher tout déplacement vertical relatif entre ces deux éléments, et dont la longueur est supérieure au diamètre de cette extrémité 23B de sorte à autoriser le déplacement longitudinal de cette dernière le long de ce second évidemment 27.

Le mécanisme 20 comprend enfin un actionneur 29 accessible depuis l'extérieur du boîtier 28 et permettant à l'usager d'entraîner à coulissement vertical ce coulisseau 25.

Cet actionneur est ici constitué par un curseur 29 solidaire du coulisseau 25 et saillant de la face avant ouverte du boîtier 28.

Ainsi, le coulissement vertical du curseur 29 (et donc du coulisseau 25) dans une direction entraîne le pivotement synchronisé dans la même direction des deux ailettes 9 et 12, ce qui permet d'ajuster les dimensions des deux canaux d'écoulement supérieur 10 et inférieur 11 en fonction de la position angulaire de l'ailette 12 de sorte à limiter l'amplitude de variation de la section aéraulique en sortie de l'aérateur 1 induite par ce pivotement de l'ailette 12.

La vitesse de l'air sortant de l'aérateur 1 varie donc peu quelle que soit l'orientation verticale du flux d'air dictée par la position de cette ailette 12, ce qui assure un bruit de fonctionnement sensiblement homogène et discret.

Tel qu'illustré par la figure 1, les deux tiges 21, 23 sont agencées de sorte que ces dernières et les deux ailettes 9, 12 soient alignées dans le plan horizontal médian du corps 2 lorsque le curseur 29 (et donc le coulisseau 25) vient occuper sa position intermédiaire au niveau de ce plan horizontal médian.

Par ailleurs, l'écartement entre la première tige 21 et l'axe de pivotement A des ailettes 9, 12 est supérieur à celui entre la seconde tige 23 et ce même axe de pivotement A, de sorte que la première ailette 9 ait une vitesse de rotation inférieure à celle de l'ailette 12 (c'est-à-dire un débattement angulaire inférieur) lors du coulissement vertical du coulisseau 25.

De manière avantageuse, le rapport entre ces deux écartements est déterminé de sorte que la surface de guidage supérieure 9A de l'ailette 9 soit sensiblement parallèle à la paroi du corps creux 2 située en regard de cette dernière (i.e. :1a paroi supérieure de la portion aval 8B du troisième tronçon 8) lorsque l'ailette 12 occupe sa position extrême basse (figure 3), et de sorte que la surface de guidage inférieure 9B de cette ailette 9 soit sensiblement parallèle à la paroi du corps creux 2 située en regard de cette dernière (i.e. : la paroi inférieure de la portion aval 8B du troisième tronçon 8) lorsque l'ailette 12 occupe sa position extrême haute (figure 4).

Par « sensiblement », il faut entendre qu'un léger écart de l'ordre de 10° sera admis par rapport à une orientation strictement parallèle tout en restant inclus dans le cadre de l'invention.

Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures, le rapport de réduction correspondant au ratio entre la vitesse de rotation de la première ailette 9 et celle de la deuxième ailette 12 est égal à Vi (le débattement angulaire de la première ailette 9 étant ainsi inférieur de moitié à celui de la deuxième ailette 12).

Tel qu'illustré sur la figure 1, l'aérateur 1 comporte en outre une rangée d'ailettes de déflexion verticales parallèles 18 montées pivotantes dans les premier et deuxième tronçons 5, 6 du corps 2 selon des axes verticaux E, et étant solidaires en rotation par l'intermédiaire d'une tige de liaison (non visible sur les figures) les reliant entre elles.

La variation de l'inclinaison de ces ailettes 18 permet ainsi d'ajuster la direction de sortie du flux d'air F par rapport au plan vertical médian du corps creux 2. Le déplacement à pivotement des ailettes 18 est assuré de manière classique par l'intermédiaire d'un mécanisme de commande dédié non représenté et piloté par un actionneur pouvant être translaté horizontalement le long d'un axe transversal horizontal .

Selon des variantes de réalisation non représentées, le rapport de réduction entre les vitesses de rotation des première et deuxième ailettes est différent, ce dernier étant par exemple compris entre 1/1 et 1/3.

Selon d'autres variantes de réalisation non représentées, l'actionneur permettant d'entraîner à coulissement vertical ledit coulisseau est conformé autrement. Cet actionneur peut par exemple être constitué par une molette articulée au coulisseau par une liaison de type pignon crémaillère.

Selon encore d'autres variantes de réalisation non représentées :

- le mécanisme de commande comporte u n moteur électrique apte à entraîner le déplacement vertical du coulisseau ;

- les ailettes verticales peuvent pivoter sur une plage angulaire d'environ 180° de sorte qu'elles constituent également des moyens d'occultation aptes à obturer entièrement le corps creux de sorte à empêcher le flux d'air de s'échapper au travers de l'ouverture de sortie ; et/ou

- l'aérateur comporte un volet d'occultation spécifique ménagé en amont des ailettes verticales pour obturer le corps creux.

Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites et représentées, mais englobe également toutes les variantes d'exécution à la portée de l'homme du métier.