Brevet FR2355227A1 — publié le 19780113

L'invention a pour objet un procédé pour la manoeuvre d'un robinet à soupape pneumatique pour un fluide caloporteur, particu fièrement de l'eau dans les installations de climatisation, respectivement de chauffage, de ltespace intérieur d'un véhicule motorisés par le moyen de la dépression créée par le moteur thermique du ve'hi- cule motorisé et saisie à la tubulure d'admission. On connatt déjà un tel procédé pour la manoeuvre d'une soupape pneumatique qui est, à vrai dire, utilisée pour la réaction des gaz d'échappement. Mais, comme cette soupape ne doit commander qu'un courant gazeux, les efforts nécessaires pour la manoeuvre de la soupape sont relativement faibles. La soupape pneumatique peut alors être manoeuvrée sans difficulté, mOrne avec une dépression relativement faible qui est seule atteinte en marche plein gaz et à faible nombre de tours du moteur à combustion interne du véhicule motorisé.Des difficultés n'apparaissent que si cette soupape doit entre utilisée pour la commande d'un liquide caloporteur - dans la plupart des cas de l'eau - : par suite des efforts relativement importants nécessaires pour la manoeuvre de la soupape, le robinet à soupape ne peut plus être manoeuvré avec sécurité dans les états d1 exploitation mentionnés du moteur thermique, où on ne peut obtenir sur la tubulure d'admission aucune dépression relativement fai ble. Dans de tels cas, on a déjà proposé comme aide d'insérer, sur la conduite en dépression, un accumulateur de dépression à l'aide duquel on peut toujours maintenir dans la conduite en dépression, une dépression nécessaire pour la manoeuvre sCre du robinet à soupape. Mais, à vrai dire, l'installation en est essentiellement encore plus conteuse. L'invention a pour objet un procédé caractérisé en ce que le côté en dépression du robinet à soupape n'est relié avec la tubulure d'admission que pendant les intervalles où la pression dans la tubulure d'admission tombe en-dessous de ou au minium à une pression suffisante pour une manoeuvre sure. Le procédé conforme à l'invention et le dispositif approprié pour ltexécution du procédé, présentent l'avantage que le robinet à soupape peut être manoeuvré, sans utilisation d'un accumulateur en dépression, pour tous les états d'exploitation du moteur thermique. I1 s'est montré comme particulièrement avantageux pour ltexécution du procédé conforme à l'invention, que soit disposé, dans la conduite qui conduit à la prise de dépression sur la tubulure d'admissions un clapet anti-retour 'ouvrant dans le sens qui va vers la prise de dépression. D'autres conceptions et améliorations avantageuses du dispositif approprié à l'exécution du procédé sont décrites ci-dessouse Il est particulièrement avantageux que le clapet anti-retour stoit intégré dans le carter du robinet à soupape pneumatique.Des mesures constructives supplémentaires qui vont au-delà de la construction du robinet à soupape conçu suivant l'invention ne sont pas nécessaires icio L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexée représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels s - la figure 9 est une représentation partielle, schématique, d'un robinet à soupape pneumatique pour la commande d'une installation de climatisation ou de chauffage d'un véhicule motorisé, - la figure 2 est une représentation de la courbe de dépression en fonction du temps, - les figures 3 et 4 représentent deux exemples d'exécution d'un clapet anti-retour, - la figure 5 représente un autre,exemple d'exécution d'un robinet à soupape pneumatique. La figure 9 représente un moteur thermique 1 d'un véhicule motorisé avec une tubulure dtadmission 2 et un tube d'échappement coudé S. A l'avant du moteur thermique, est disposée une pompe de circulation 4 entraînée par le moteur de type et de façon connus, qui entratne un fluide liquide caloporteur à travers le circuit de refroidissement du moteur thermique, non représenté plus en détail au dessin. Le fluide liquide caloporteur est, dans la plupart des cas, lteau. A l'intérieur du véhicule motorisé, est disposée une installation de chauffage représentée schématiquement au dessin par un échangeur de chaleur 5. Une partie de l'eau débitée par la pompe de circulation 4 est conduite à travers l'échangeur de chaleur 5, par l'intermédiaire d'une conduite tubulaire 6, 7. Pour la commande de l'eau conduite à travers l'échangeur de chaleur 5, un robinet à soupape pneumatique 8 est disposé entre les sections de conduite 6, 7. Le robinet à soupape 8 présente une partie de conduite d'eau 10 munie d'un siège de soupape 9, à l'une des tubulures de raccordement de laquelle est raccordée la partie de conduite tubulaire 6 et à l'autre tubulure de raccordement de laquelle est raccordée la partie de conduite tubulaire 7. Sur le siège de soupape 9, repose un obturateur 11, qui commande le passage de Il eau à travers la partie de conduite d'eau 10. L'obturateur Il est solidaire d'un poussoir d'obturateur 12 qui est conduit à travers une membrane d' étan- chéité 13.Au moyen de la membrane d'étanchéité 13, le volume intérieur de la partie de conduite d'eau 10 est rendu étanche à l'égard de 1' extérieur. L'extrémité tournée du c8té opposé à l'obturateur Il du poussoir d'obturateur 12 12 est fixée, de manière connue, à un élément de commande conçu comme une membrane 14 et influencée par la pression. La membrane 14, enserrée de façon étanche sur son bord extérieur, enferme un volume sous pression 15. Dans ce volume sous pression 15, est disposé un ressort 16 qui s'appuie, par une extrémité, contre la paroi supérieure du volume sous pression 15 et, par son autre extrémité, contre une coupelle reliée au poussoir dlobtu- rateur 12.Le ressort 16 maintient, lorsque le volume sous pression 15 est relié à l'air extérieur, l'obturateur Il sur le siège d'obtu- rateur 9. Dans le volume sous pression 15 débouchent une tubulure d'a- ération 18 s'ouvrant à l'air libre et une tubulure de raccordement 19 pour la conduite en dépression 20. Les embouchures des tubulures d'aération 18 et de raccordement 19, qui sont disposées dans l'axe l'une en face de l'autre, sont commandées par une électro-vanne 21. L' électro-vanne 21 présente une soupape 22 fixée à une lame de ressort, qui obture la tubulure d'aération 18 dans une première position de circuit et la tubulure de raccordement 19 dans une deuxième position de circuit. Si ltélectro-aim?nt 23 de l'électro-vanne 21 n'est pas excité, la soupape 22 se trouve dans sa première position de circuit, avec la tubulure d'aération 18 fermée. L'extrémité opposée à la tubulure de raccordement 19 de la conduite en dépression 20, est raccordée à un clapet de nonretour 24, qui fait partie d 'un raccord de branchement 25 en forme de T. Le raccord de branchement 25 est mis en circuit dans une conduite en dépression 26, qui prend la dépression à la tubulure d'admission 2 du moteur thermique 1 et mène à un renforçateur d'effort de freinage actionné par dépression, connu en soit et représenté schématiquement au dessin. Le clapet de non-retour 24 présente un clapet 29 actionné par ressort, clapet qui peut s'ouvrir dans le sens allant vers la prise de dépression sur la tubulure d'admission 2. Au démarrage du moteur thermique 1 du véhicule motorisé, appara9t, dans la tubulure d'admission 2, une dépression qui se pro- page, par l'intermédiaire de la conduite 26, du clapet anti-retour 24, de la conduite sous dépression 20 et de la tubulure de raccordement 19 si l'électro-vanne 21 est hors tension, jusque dans le volume sous pression 15 du robinet à soupape 8. La pression atmosphérique, qui agit sur la face extérieure tournée du c8té opposé au volume sous pression 15 de la membrane 14, soulève donc, en agissant contre la force du ressort 16, l'obturateur 11 du siège d'obturateur 9, de sorte que le courant de fluide est libéré à travers la partie de conduite d'eau 10.Le courant d'eau caloporteur débité par la pompe de circulation 4 débite alors à travers le robinet à soupape 8 vers l'échangeur de chaleur 5 et, de là, par des conduites non représentées en détail, retourne dans le circuit de refroidissement du moteur thermique 1. L'installation de chauffage commence alors à chauffer l'espace intérieur du véhicule motorisé. Si l'électro- aimant 23 de l'électro-vanne 21 est alors excité électriquement, le clapet 22 se déplace dans sa deuxième position de circuit, de sorte que le volume sous pression 15 est mis en communication avec l'atmosphère, par l'intermédiaire de la tubulure d'aération 18, par quoi le ressort 16 repousse à nouveau l'obturateur Il sur son siège 9.Le courant d'eau à travers le robinet 8 est alors interrompu, de sorte que, dans l'échangeur de chaleur 5, il ne peut plus outre émis de chaleur dans le volume intérieur du véhicule motorisé. Ce processus peut se répéter à volonté lorsque le moteur thermique est en marche, aussi longtemps qu'il règne une dépression suffisante dans la tubulure d'admission 2. Nais, à vrai dire, il s'est montré qu'il existe des états d'exploitation du moteur thermique où la dépression, créée dans la tubulure d'admission 2, n'est pas, sans autre, suffisante pour manoeuvrer à coup str le robinet 8.Ces états d'exploitation sont atteints lorsque le véhicule motorisé parcourt de longues lignes droites ou également des montées à plein gaz avec un faible nombre de tours. Il apparait ici, dans la tubulure d'admission 2, au rythme de la dépression des cylindres, encore des pointes de dépression, qui descendent encore en valeur absolue en dessous de la pression suffisante pour une manoeuvre stre du robinet 8. Cette courbe de pression est représentée en figure 2, sous forme d'une courbe 28, où la pression est reportée en fonction du temps. Le côté en dépression - ltespace de pression 15 - du robinet 8, est alors- brièvement relié à la tubulure d'admission 2, par l'intermédiaire du clapet anti-retour sensible 24.On admet que, dans la tubulure d'admission 2, existe une dépression correspondant à la courbe 28 de la figure 2. On admet que, le cas représenté, est l'état d'exploitation du moteur thermique dans lequel, de tous les cas d'exploitation possibles, c'est la plus petite dépression qui est créée dans la tubulure d'admission 2. On obtient alors une pression moyenne suivant la courbe 30 de la figure 2. Mais cette dépression moyenne ne suffit qu'à peine pour la manoeuvre store du robinet 8.Mais, par la disposition du clapet anti-retour 24, on crée dans l'espace de pression 15, une pression permanente correspondant à la ligne 31 de la figure, qui suffit pour la manoeuvre sûre du robinet 8 et qui se situe notablement en-dessous de la dépression moyenne dans la tubulure d'admission 2 : en effet, lRobturateur 29 du clapet antiretour 24 se lève chaque fois de son siège et l'espace de pression 15 du robinet 8 est alors relié à la tubulure d'admission 2, lorsque la dépression dans la tubulure d'admission ? (courbe 28 de la figure 2) tombe en-dessous de la pression qui règne à ce moment là dans l'espace de pression 15. Si la dépression dans la tubulure d'admission 2 a une valeur supérieure à la pression de l'espace de pression 15, le clapet anti-retour 24 interrompt la liaison de l'espace de pression 15 à la tubulure d'admission 2. Comme on peut le voir en figure 2, la pression dans l'espace de pression 15, soit la pression à l'aval du clapet anti-retour 24, s'approche de façon asymptotique d'une droite 32, représentée en tireté, reliant horizontalement les pointes de dépression de la courue 28. L'écart mesuré verticalement des courbes 31 et 32, représente les pertes de pression à travers le clapet anti-retour 24. On doit donc s'efforcer d'utiliser un clapet anti-retour présentant le moine de perte possible. Des exemples d'exécution de clapets anti-retour, qui satisfont à cette exigence, sont représentés en figures 3 à 5. En figure 3, est mis en oeuvre, sur un raccord de branchement 35, qui correspond entièrement en disposition et en fonction au raccord de branche- ment 25 de la figure 1, un clapet anti-retour 34 à obturateur 39 en forme de lèvres. Ce clapet anti-retour est caractérisé par des pertes particulièrement faibles. Dans le raccord de branchement 45 de la figure 4, est utilisé un clapet anti-retour 44 avec obturateur de forme sphérique. Ce clapet anti-retour correspond, également, au point de vue de son mode d'action, au clapet anti-retour déjà décrit. On obtent une conception particulièrement simple et appropriée de l'invention, si le clapet anti-retour est intégré dans le carter du robinet à soupape pneumatique 58 (figure 5). Le clapet anti-retour 54 conçu en tant que clapet plat, comprend un bottier 55 qui est fixé sur le carter de l'espace de pression 15 à la place de la tubulure de raccordement 19 du robinet 8 de la figure 1. Une conduite en dépression 26, conduisant à la tubulure d'admission 2 (comparer à la figure 1) est raccordée à une tubulure de raccordement 60. L'obturateur 59 du clapet anti-retour 54 est fixé au carter de l'es- pace de pression 15 du robinet 58 par l'intermédiaire d'une languet- te agissant comme articulation à membrane. Cette fixation peut 8trie réalisée de façon tout à fait appropriée en ce qu'un appendice renforcé situé à l'extrémité libre de la languette se boutonne dans un trou prévu dans la paroi du carter de l'espace de pression 15. Naturellement le procédé décrit peut, également, être utilisé pour la manoeuvre d'un autre robinet à soupape pneumatique dans une installation de chauffage d'un véhicule motorisé. Il est également possible, à la place de l'installation de chauffage, de mettre en oeuvre une installation de climatisation. On peut, naturellement, aussi, à la place du robinet à soupape pneumatique décrit 8, 58, où l'obturateur Il à l'état hors pression, repose sur le siège 9, utiliser un robinet à soupape ouvert à l'état hors pression. Bien entendu, l'invention ntest pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVEDICÂT ION 1.- Procédé pour la manoeuvre d'un robinet à soupape pneumatique pour un fluide caloporteur, particulièrement de l'eau, dans les installations de climatisation, respectivement de chauffage, de l'espace intérieur d'un véhicule motorisés par le moyen de la dépression créée par le moteur thermique du véhicule motorisé et saisie à la tubulure d'admission, procédé caractérisé en ce que le côté en dépression (15) du robinet à soupape (8, 58) n'est relié avec la tubulure d'admission tubulure d'admission (2) tombe en-dessous de ou au minimum à une pression suffisante pour une manoeuvre sure. 2.- Dispositif pour la manoeuvre d'un robinet à soupape pneti- matique pour un fluide caloporteur, particulièrement de l'eau, dans des installations de climatisation, respectivement de chauffage, de l'espace intérieur d'un véhicule motorisé, par le moyen de la dépression créée par le moteur thermique du véhicule motorisé, saisie à la tubulure d'amission, où le robinet à soupape présente un élément de commande influencé par la dépression, élément de commande qui manoeuvre un obturateur commandant le débit de fluide et collaborant avec un siège d'obturateur, dispositif caractérisé en ce que, dans la conduite (26, 20) qui conduit vers la prise de dépression sur la tubulure d'admission (2), est disposé un clapet anti-retour (24, 34, 44, 54), de préférence à haute sensibilité, stouvrant dans le sens qui va vers la prise de dépression. 3.- Dispositifs suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (34) présente des obturateurs (39) en forme de lèvres. 4.- Dispositif, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (54) possède un obturateur (59) de forme plate et constitue, en particulier, d'un matériau à élasticité du type caoutchouc. 5.- Disrositif, suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'obturateur (59) est fixé, en particulier boutonné, au carter du robinet à soupape par l'intermédiaire dune languette agissant comme articulation à membrane. 6.- Dispositif, suivant la revendication 2, caractérise en ce que le clapet anti-retour (44) présente un obturateur (49) de forme sphérique. 7.- Bispositif, suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (24, 34 44) est intégré dans un raccord de branchement en forme de T (25, 35, 45) qui est mis en oeuvre dans une conduite en dépression (26, 26') existante, par exemple conduisant à un renforçateur d'effort de freinage (27). 8.- Dispositif, suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (54) est intégré dans le carter du robinet à soupape pneumatique (58). 9.- Disposffltif, suivant la revendication 8, caractérisé en ce que 11 élément de commande influencé par dépression est une membrane (14) qui clot un espace de pression (15) qui peut être relié, par une électro-vanne (21) manoeuvrée électriquement, dans une première position de circuit, avec la conduite (20, 26) qui conduit à la prise de dépression et, dans une deuxième position de circuit, avec l'air extérieur. 10.- Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé en ce que l'électro-vanne (21) présente un obturateur (22) fixé à une lame de ressort, obturateur qui, dans la première position de circuit, ferme une tubulure d'aération (18) et dans la deuxième position de circuit ferme la tubulure de raccordement (19 respectivement 60) pour la conduite (20 respectivement 26). 11.- Dispositif, suivant l'une des revendications 8 ou 10, caractérisé en ce que le clapet anti-retour (54) est disposé dans la tubulure de raccordement (55-60).