Brevet FR2276957A1 — publié le 19760130

On sait que pour la commande des appareils de chauffage montés sur les véhicules automobiles on a proposé des robinets dans lesquels l'actionnement manuel est en quelque sorte doublé par un actionnement thermostatique de façon à assurer le réglage automatique de la température de lthabitacle. Dans les robinets de ce type connus en pratique, ltorgane mobile est constitué par un clapet ou soupape qui est déplacé axialement par rapport à un siège entourant orifice de sortie ; le déplace ment axial dans un sens et dans lSautre de ce clapet unique est opéré par une commande manuelle, mais il est outre prévu une capsule d'actionnement reliée à une sonde thermostatique placée dans la veine chaude issue de ltaerotherme de l1appareil de chauffage, laquelle capsule agit également pour déplacer axialement le clapet. L'expérience a démontré que les robinets thermostatiques de ce genre n'taient pas entièrement satisfaisants. Le double mode dtac- tionnement (manuel et thermostatique) du clapet mobile unique aboutit en fait à un mécanisme relativement délicat, fréquemment mis hors d'usage après un temps d'utilisation réduit, au moins en ce qui concerne lI actionnement thermostatique. Sur un plan plus général il faut remarquer que la régulation de lthabitacle d'un véhicule automobile constitue en fait un problème difficile par suite de l'intervention de trois facteurs dif fervents Le premier de ces facteurs est formé par 11 inertie thermique de lrensemble à réguler. Cette inertie est très faible par suite du refroidissement de la carrosserie au contact de ltair lors du déplacement du véhicule, le coefficient de ce refroidissement variant au surplus en fonction de la vitesse. Ce facteur est très difficile à maitriser car il est hors de question d'augmenter l'inertie thermique de lthabitacle. Le second facteur réside dans les variations rapides et importantes de la température intérieure de lthabitacle, par suite de ltouverture plus ou moins fréquente des portières et des glaces la térales. L'intervention de ce facteur est encore rendue plus sensible par le temps de réponse considérable de la sonde qui constitue ltorgane de détection. Bien entendu ce facteur est étroitement lié au précédent du fait qutil explique en grande partie la faible inertie thermique, si bien qutil est très difficile de prévoir un remède efficace. Enfin le troisième facteur est formé par le manque de constan ce du système d'apport d'énergie. En réalité les variations de la température de liteau provenant du circuit de refroidissement du moteur du véhicule sont faibles, au point qu t on peut les négliger en pratique. Il reste donc le débit d'eau qui traverse l'aérotherme de chauffage, débit qui est réglé par le robinet thermostatique de ltinstallation, et ctest donc sur ce facteur qutil faut intervenir. Ce débit d'eau est pour la plus grande part fonction du réglage du robinet de commande du chauffage et il y a donc intér8t à ce que la pression de lteau chaude introduite dans l'aérotherme soit constante quel que soit ce réglage, ctest-3-dire quel que soit le positionnement de ltorgane mobile dudit robinet. Aussi, conformément à une première caractéristique remarquable de ltinvention, on fait comporter au robinet un orifice de décharge relié à la sortie de l'aérotherme de façon à constituer un circuit de by-pass court-circuitant ledit aérotherme, la section découverte de cet orifice variant en fonction du débit qui alimente l'érother- me à travers le robinet. On est ainsi assuré que ltaérotherme est alimenté sous une pression constante, ce qui permet un meilleur calcul des courbes de fonctionnement du robinet. On notera que les essais ont démontré que l'orifice de décharge ne doit jamais outre totalement obturé, le débit d'eau fourni par la pompe du circuit de refroidissement étant en pratique toujours supérieur au débit optimal de l'aérotherme. Il va de soi qutau débit d'eau qui traverse l'aérotherme est lié le débit dtair qui traverse celui-ci pour outre introduit à l'état réchauffé à l'intérieur de l'habitacle. Ce débit d'air est fonction principale de la vitesse du véhicule et il faut donc que ce soit la température de la veine chaude issue de lJaérotherme qui commande le positionnement du robinet thermostatique.Mais pour qu'une telle détection et qutune telle commande soient efficaces, encore faut-il que l'actionnement thermostatique du robinet soit suffisamment important, ce qui est pas le cas dans les robinets thermostatiques connus du type visé au début des présentes où ctest le réglage manuel qui est prépondérant, l'action thermostatique étant minime. Dans ces conditions, conformément à une autre caractéristique remarquable de l'invention, la tubulure de sortie du robinet est alimentée à partir de la tubulure d'entrée à travers deux passages séparés dont 11un est commandé manuellement tandis que l'autre est commandé par l'action de la sonde thermostatique. On conçoit que la dualité des passages d'alimentation et l'in dépendance consécutive des deux réglages permettent d'obtenir la courbe désirée pour le réglage automatique de la température de lthabitacle du véhicule. En particulier l'action de la commande thermostatique est ainsi susceptible outre rendue prépondérante, la commande manuelle n1 intervenant que dans certains cas spéciaux pour parfaire le réglage automatique ou le compléter momentanément. Sur le plan structurel, le robinet thermostatique suivant ltin- vention peut avantageusement outre du type de celui qui fait l'objet du brevet NO 70.43421 déposé le 25 Novembre 1970 au nom du présent Demandeur pour "Perfectionnements apportés aux vannes ou robinets". On rappellera que dans un tel robinet le boisseau tournant est cons titué par une ou plusieurs pièces à profil général en forme de secteur, réalisées en une matière synthétique élastiquement déformable et établies de façon à plaquer contre la paroi interne du corps, laquelle paroi est découpée de lumières ou orifices de sortie convenablement profilés. On comprend que le boisseau du robinet thermostatique suivant la présente invention est susceptible outre formé par trois secteurs ou boisseaux superposés montés sur un m & earbre ou moyeu à des orientations réciproques appropriées, ces trois secteurs permettant la commande sélective de trois orifices pratiqués dans la paroi du corps et correspondant au circuit de décharge et aux deux passages de sortie, ltun desdits passages étant en outre contr81é par un organe mobile commandé par la sonde thermostatique en fonction de la température de la veine chaude issue de l'aérotherme. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre 11 invention, les caractéristiques qutelle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. La figure unique de ce dessin est une coupe axiale d'un robinet thermostatique suivant la présente invention, coupe sur laquelle on a représenté le montage dudit robinet dans l'ensemble de l'instal- lation de chauffage d'un véhicule. Comme au brevet ci-dessus indiqué, le robinet représenté comprend un corps cylindrique 1 dont la partie supérieure ouverte est conformée de manière à déterminer une tubulure axiale d'entrée 2. A l'intérieur du corps 1 est monté à rotation un boisseau formé par l'assemblage de trois pièces séparées à profil en forme de secteur, respectivement 3, 4 et 5. Ces trois pièces, rendues angulairement solidaires les unes des autres, sont calées sur un arbre commun 6 dont le sommet tourillonne dans un bossage central 7 tandis que l'ex- trémité inférieure dépasse au-dessous du fond du corps 1 pour son entraSnement en rotation, une coupelle 8 assurant l'etancheite. L'on n'a pas décrit en détails la réalisation et le montage des pièces 3 à 5 et de la coupelle 8, du fait que la réalisation est analogue à celle représentée au brevet précité. La pièce supérieure ou secteur 3 se déplace angulairement en vis-à-vis dtun orifice de décharge la auquel correspond latéralement une tubulure de sortie 9. De la même manière la pièce ou secteur intermédiaire 4 contre un orifice lb situé en vis-à-vis dtune seconde tubulure de sortie, référencée 10. Enfin la pièce ou secteur inférieur 5 est destiné à la commande d'un orifice 1c prévu dans la paroi du corps 1 au-dessous de l'orifice lb ; cet orifice lc débouche à l'intérieur dtune chambre latérale Il qui communique avec la tubulure 10 à travers une ouverture lOa à profil tronconique, formant siège pour un pointeau mobile 12.Ce dernier est porté par une tige 13 qui est commandée axialement dans un sens (ouverture) par un ressort 14 et dans le sens opposé (fermeture) par une capsule 15 soumise à l'action d'une sonde thermostatique 16. La tubulure d'entrée 2 se raccorde, par l'intermédiaire d'une dérivation a, à-la canalisation b qui relie le moteur c du véhicule au radiateur d de celui-ci, le retour de l'eau refroidie au moteur s'effectuant par une canalisation e sur laquelle est prévue la pompe usuelle f entraenée par ledit moteur. La tubulure principale de sortie 10 du robinet suivant l'invention alimente par une canalisation g l'aérotherme h de l'installation de chauffage du véhicule considéré, le retour de l'eau étant assuré par une canalisation i qui aboutit à la canalisation e, en amont de la pompe f ; h comprend un convecteur d'air frais i qui recueille l'air extérieur sous l'effet du déplacement du véhicule ou sous celui d'un ventilateur auxiliaire k, l'air chaud obtenu pénétrant à l'intérieur d'une canalisation de chauffage 1 qui débouche dans l'habitacle.La tubulure de décharge 9 se raccorde par une canalisation m à la canalisation de retour i de l'aérotherme h. L'extrémité inférieure dépassante de l'arbre 6 du robinet est reliée par une transmission n (cible ou tringlerie) à un dispositif de commande manuelle p placé dans l'habitacle. On notera enfin que la sonde thermostatique 16 se trouve disposée entre l'aérotherme h et la canalisation de chauffage 1, de façon à détecter la température de la veine chaude issue dudit aérotherme. Le profil des orifices ou lumières lb et lc et le calage angu laire réciproque des pièces ou secteur 4 et 5 sont tels que ltori- fice lb ne commence à outre découvert par la pièce 4 qu'auprès que la pièce 5 a découvert partiellement l'orifice lc. Par ailleurs les deux orifices précités lb et îc sont complètement obturés par les pièces correspondantes 4 et 5 lorsque l'organe mobile ou curseur du dispositif de commande p se trouve à la position correspondant à ltarrtt du fonctionnement de l'appareil de chauffage du véhicule. Lorsqu'il désire chauffer l'habitacle, l'utilisateur déplace cet organe mobile ou curseur, ce qui a pour effet d'ouvrir ltòrifi- ce lc et d'alimenter la chambre 11. Sous l'action du ressort 14 le pointeau 12 découvre l'intégralité de la section utile de l'ouverture lova, de telle sorte que l'aérotherme est alimenté par la canalisation g.La sonde 16 détecte la température de la veine chaude qui pénètre dans la canalisation 1 et commande de manière correspondante la tige 13 et le pointeau 12, si bien que si toutes les conditions restent constantes, le robinet suivant l'invention va maintenir une chaleur régulière dans l'habitacle, la température obtenue étant fonction du positionnement du curseur précité, c'est-à-dire de la section de l'orifice îc qui est découverte par la pièce 5 du boisseau. Par contre dans le cas où la température de l'habitacle stabais- se au-delà d'un certain seuil, par exemple à la suite de l'ouvertu- re des fenêtres ou des portières, pour rétablir la température désirée l'utilisateur manoeuvre le curseur du dispositif de commande 2 et l'amène au-delà de la position correspondant à la pleine ouverture de l'orifice 1c de façon à ce que la pièce ou secteur 4 découvre l'orifice lb.La tubulure de sortie 10 reçoit de la sorte un supplément d'eau chaude qui vient alimenter l'aérotherme h, ce qui a pour effet d'augmenter la température de la veine chaude introduite dans lthabitacle. En d'autres termes, à l'inverse des robinets thermostatiques usuels, dans le robinet suivant l'invention le con trdle normal de la température est assurée par la commande thermostatique, la commande manuelle ntopérant qu'un appoint momentané dû aux circonstances. Bien entendu le déplacement de l'arbre 6 à l'aide du dispositif 2 provoque le déplacement angulaire de la pièce ou secteur 3 en vis-à-vis de l'orifice de décharge la, les choses étant agencées de façon à ce que la section découverte dudit orifice aille en diminuant au fur et à mesure que les orifices lb et lc sont découverts par les pièces 4 et 5. La canalisation m se comporte en conséquence comme un by-pass qui assure le maintien à une valeur constante de la pression de l'eau qui traverse la tubulure 10 et l'aérotherme h. En définitive, en jouant sur-le profil des orifices ou lumières la, lb et lc et sur le calage angulaire des pièces 3, 4 et 5 qui forment le boisseau, on peut obtenir un réglage satisfaisant de la température de l'habitacle, sans qutil soit nécessaire de manoeuvrer fréquemment le dispositif de commande. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée quta titre d'exemple et qutelle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. R E V E N D I C A T I O N S 1. Robinet thermostatique pour l'alimentation de l'appareil de chauffage d'un véhicule automobile, du genre propre à agir sur le débit d'eau introduit dans l'aérotherme dudit appareil, caractérisé en ce qu'il comprend un orifice de décharge relié à la sortie de l'aérotherme de façon à constituer un circuit de by-pass courtcircuitant ledit aérotherme, la section découverte de cet orifice variant en fonction du débit qui alimente l'appareil à travers le robinet. 2. Robinet thermostatique pour l'alimentation de l'appareil chauffage d'un véhicule automobile, du genre dans lequel le débit qui traverse la tubulure de sortie est contrôlé par des moyens d'actionnement manuels et par des moyens d'actionnement thermostatiques, caractérisé en ce que la tubulure de sortie est alimentée à travers deux passages séparés dont l'un est commandé manuellement tandis que l'autre est commandé par l'action thermostatique, le débit maximal à travers le second passage étant atteint avant celui du premier passage. 3. Robinet thermostatique suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les deux passages pour l'alimentation de la tubulure de sortie comprennent deux orifices ménagés dans la paroi du corps du robinet, lesdits orifices étant contrôlés par l'organe mobile de celui-ci de façon à être découverts en succession et à être tous deux fermés à la position d'arrêt de l'appareil de chauffage. 4. Robinet thermostatique suivant les revendications 1 et 3 envisagées en combinaison, caractérisé en ce que son boisseau est formé, à la façon en soi connue, par trois pièces à profil en forme de secteur calées sur le même arbre d'actionnement, lesquelles pièces contrôlent sélectivement trois orifices ou lumières profilées pratiquées dans la paroi du corps.