Brevet FR2396168A1 — publié le 19790126

La présente invention concerne un dispositif thermostatique destiné à contrôler la température de l'air admis dans le carburateur des moteurs à combustion interne et, on partioulier, des moteurs de véhicules automobiles. Â l'heure actuelle les dispositifs thermo@tatiques conventionnels utilisés pour le contrôle de la température de l'air entrant dans le carburateur sont, on principe, disposés en amont du filtre à air et comprennent un élément actionnoenr axénagé dans le conduit d'admission diair d'un corps central qui contient l'élénent filtrant, et un élément sensible à la chaleur qui agit au moyen d'une timonerie mécanique (composée de biellettes, de tiges de liaison, de broches ou de câbles) sur l'élément actionneur pouvant produire l'étranglement voulu des ouvertures pratiquées dans les conduits d'entrée d'air chaud et d'air froid au moyen de volets de ferneture appropriés. Dans un iode de connerion réalisé de la manière décrite ci-dessus, l'élément sensible à la chaleur et l'élément actionneur doivent être séparés par une distance relativeienr faible et, de ce fait, l'élément sensible à la chaleur est également disposé dans la sone d'admission du conduit d'air aboutissant au corps central contenant l'élément filtrant.Cependant, les dispositifs thermostatiques conventionnels conçus de cette manière présentent certains inconvénients, principalement dûs au fait que l'action de contrôle mécanique effectuée par l'élément sensible k la chaleur sur l'élément actionneur est soumise à des contraintes concernant la position des éléments et la distance les séparant, de sorte que ledit élément sensible à la chaleur est souvent dispos dans une sons où il ne lui est pas possible de capter eractement la température de l'air entrant dans le carburateur, tout en étant, par ailleurs, considérablement influencé par la température a@biante extérieure au @oteur. L'objet de la présente invention est de pré@oir un dispositif thermostatique destiné à contrôler la be@pé- rature de l'air entrant dans le carburateur des moteurs à combustion interne, dispositif qui puisse offrir nn contrôle précis et, pratiquement, instantané des variations de température régnant dans cette sone et qui ne soit à l'origine d'aucune contrainte gênant l'action de com@ande exercée par l'élément @ansible è la chaleur sur l'élément actionsour, éliminant ai@si tous les inconvéniente inhérents aux dispositifs thermostatiques conventionnels. Cet objectif est atteint par un dispositif thermos- tatique selon l'invention, dispositif qui contrôle la température de l'air admis au carburateur d'un corps qui reçoit de l'air à une température plus haute ou plus basse, délivré respectivement par un premier et un second conduits, ledit corps comportant une ouverture d'admiseion audit carburateur de l'air en provenance desdits prexier et second conduits, ledit dispositif comprenant un élément sessible à la chaleur pouvant détecter la texpérature de l'air qui circule autour d'une axpoule ou bulbe détecteur faisant partie dudit élément, et un élément actionneur co@@andé par ledit élément sensible à la chaleur et agencé pour effectuer l'étranglement voul@ du passage d'air dans leadits premier et second conduits, dispositif therzostatique caractériaé par le fait que ladite anpoule ou bulbe dudit élénest sensible à la chaleur est disposée à proximité i@@édiate de ladite ouverture d'adxission d'air audit carburateur. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée ci-dessous de l'une de ses réalisations préférées, description qui est donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et qui fait référence aux dessins ci-annexés dane lesquels La fig. 1 est la perspective vue par dessous d'un corpa de filtre à air portant le dispositif thermostique selon l'invention. La fig. 2 est une vue en plan par dessous partiellement coupée et partiellement arrachée du corps de filtre à air te la fig. 1, montrant également le dispositif thermostati- que selon l'invention, et La fig. 3 est une ooupe partielle détaillée montrant respectivesent l'élément sensible à la chaleur et l'élément actionneur du dispositif thermostatique selon la présenle invention. Dans les figs. 1, 2 et 3, le numéro de référence 1 désigne un corps de filtre à air pour le carburateur d'un moteur à combustion interne. Ledit corpa 1 comprend une partie cylindrique centrale 2 contenant un élément de filtre à air annulaire conventionnel et une paroi formant fond 4 pourvue d'une ouverture 5 de forme appropriée pour assurer l'écoulement de l'air filtré dans le carburateur (non montré). En vue de cela, ledit fond 4 comprend quetre trous 6 destinés à reoevoir les moyens de fixation dudit corps sur le flasçue conventionnel du carburateur. Le corps comprend égslement un couvercle 7 recouvrant la partie oylindrique centrale 2 et un conduit 8 délivrant l'air ertérieur à ladite partie centrale 2.Un autre conduit 9 vient débon cher dans le conduit S sur lequel il est fixé par soudage pour former une seule pièce. Un élément sensible à la c'aleur 11 est assujetti à la paroi de fond 4 à l'intérieur de la sone linitée par l'élément annulaire de filtre 3. Comme on le voit @ieux en fig. 3, l'élément sensible à la chaleur 11 comprend une ampoule ou bulbe métallique cylindrique 12 avec une partie aupérieure 13 de diamètre plue grand qui forme un siège intérieur destiné à recevoir la partie épaulée 14 d'un élément cylindrique 13 dont la partie supérieure est traversée par un alésage 16.Le bord supériour de la partie 13 est rabattu par aertissage sur la partie épaulée 14 de l'élément 13 et le bord intérieur d'un élément en forme de coupelle 17 en matériau élastique (en principe, du eaoutchouc) est comprimé entre ladite partie épaulée 14 et La siège détinè par la face supérteure intérieure de l'élémeat 13. Ledite coupeile 17 sépare hermétiquement l'intérieur de l'ampoule 12 de l'intérisur de l'élement eylindrique 15. t'intériour de cetts ampoule 12 est rempli d'un produnt @ensible à la chaleur conventionnel dont la volume cro@t considérablemant avec la température, par eremple, de la cire solide, alors que l'intérieur de l'élément 15 ait plein d'un liquide approprié, par exemple, de l'huile de vaseline. L'élément sensible à la chaleur 11 est fixé à la pator formant fond 4 en insérant l'ampoule métallique 12 dans un trou correspondant 9 pratiqué à cet effet dans le fond 4, alors qu'une rondelle él@stique It (du genre Belleville, par exemple) est rendue solidaire par points de l'anpoule 12 de manière à empâcher celle-ci de s'extraire de la paroi de fond 4. En outre, une rondelle caoutchouc 20 se trouve comprimée entre le fond 4 et la partie évasée 13 de l'ampoule 12. Un tube capillaire 22, généralement en cuivre, ayant, par exemple, un diamètre extérieur de 2 millimètres et un diamètre intérieur de 1 millimètre, est inséré dans l'alésage axial 16 de l'élément cylindrique 15 et fixé sur celui-ci par soudage.Ledit tube capillaire 22, qui est extrêmement malléable et peut s'adspter facilement à toute configuration voulue, est @mmanché à son autre extrémité dans l'alésage débouchant 23 pratiqué dans la partie su@@- rieure d'une ampoule 24 à laquelle le tube 22 est soudé. Cette ampoule 24 présente uns partie inférieure 25 de plus grand diamètre qui constitue un siège intérieur pour recevoir une partie formant base 26 d'un élément métallique 27 comprenant un alésage axial dans lequel coulisse un piston Sa acier 28.Le bord inférieur de la partie 25 est rabattu et serti sur la partie formant base 26 de l'élément cylin- drique 27 et ladite partie 26 comprime le bord annulaire d'un élément en forme de coupelle 29 en matériau élastique, généralement en caoutchouo, sur le siège constitué par la partie 25. Ledit élément en forme de coupelle 29 limite hermétiquement l'enoeints définie dans l'ampoule 24 qui com@unique avec le tube capillaire 22, ladite coupelle ayant es base inférieure en appui dans le fond de l'alésage pratiqué dans l'élément 27, sur un disque 31 es téflom (M.X.) qui, sur son autre face, est en butée sur le piston 2@. L'élément actionneur constitué par l'ampoule 24 et par tous les éléments qui en dépendent, est inséré dans une ouverture 32 pratiquée dans le conduit 8 en amont de la sons dans laquelle le conduit 9 vient déboucher, et est assujetti par un support 33 qui repose sur la bordure annu- laire supérieure de la partie 25. Ledit support 33 est fixé au conduit 8 par deux rondelles Belleville 34 pointées intérieurement et qui sont montées sur deux protubérances extérieures ou tétons 35 du conduit 8, lesquelles reçoivent également le support 35 mentionné ci-dessus par ses trous de fixation correspondants. L'autre extrémité du piston 28 est mise en contact avec la base d'un siège 37 constitué par la partie supérieure d'un pistou métallique 38. Pisé à la partie inférieure de ce piston 38, se trouve un disque 39 sur lequel repose l'une des extrémités d'un ressort hélicoSdal principal 41 dont l'autre extrémité est guidée et maintenue par une partie en forme de téton 42 rapportée k l'intérieur du conduit 8 et sur laquelle le ressort 41 vient prendre appui. Le disque 39 repose sur une partie plane 44 prévue sur le volet plan 45, ladite partie plane 44 faisant avec ledit volet 45 un angle de 45 . La forme de ce dernier élément qui généralement est en plastique et qui peut pivoter autour des axes 46 insérés dans le conduit 8, est telle que ce volet peut complètement obturer la section intérieure du conduit 8 dans lequel il est disposé, lorsqu'il occupe la position limite de fermeture, montrée en fis. 2. Vers l'une des extrémités du volet 45, il est prévu une partie 47 qui supporte un disque circulaire 48 agencé pour obturer complètement lorsqu'il occupo l'autre position limite imposée par le volet, l'ouverture par laquelle le conduit 9 débouche dans le conduit 8.Enfin, un ressort hélicoïdal cylindrique est disposé autour du piston 38, repose k une extrémité sur l'épaulement extérieur du piaton 38 et k l'autre extrémité sur la base d'un compartiment 52 formé par la partie 44 dans le volet plan 45. Le fonctionnement du dispositif thermostatique selon l'invention est le suivant. L'air froid et l'air chaud se présent respectivement k l'entrée du conduit 8 et à celle du conduit 9 pour subir une action de brassage dont le degré est fonction de la position du volet 45 et du disque 48, avant de tra- verser l'élément de filtrage annulaire 3, atteindre ensuite la sone centrale du corps cylindrique 2 pour être admis enfin dans le carburateur par l'orifice 5.L'air ainsi mé- langé circule autour de l'ampoule t2 en léchant sa paroi métallique, au voisinage immédiat de l'ouverture d'admission d'air 5 du carburateur et si la température de cet air est inférieure à la température de fonctionnement de l'élément sensible à la chaleur 11, il n'y a pas dilatation de la substance sensible contenue dans l'ampoule 12, de sorte que les éléments en forme de coupelle 17 et 29 se trouvent dans des positions conformes k celles montrées en fig. 3, tout comme, d'ailleurs, le piston 28 et le piston métallique 38, d'oh il s'ensuit que le volet plan 45 obture complètement le conduit 8 par l'action du disque 39 sur la partie 44 et que, par conséquent, seul l'air chaud provenant du conduit 9 est admis dans le corps du filtre à air 2 puis au carburateur. Par contre, lorsque la température de l'air dans cette sons atteint ou excède la température de fonctionnement de l'élément sensible k la chaleur 11, la substance sensible contenue dans l'ampoule 12 se dilate avec comme conséquence directe la dilatation de la coupelle 17 qui s'allonge dans l'élément cylindrique 15.Une certaine pression est ainsi exercée sur l'huile contenue dans le tube capillaire 22, pression qui est transmise intégrale- ment à la coupelle 29 qui elle-même s'allonge en se dilatant dnas l'élément cylindrique 27 pour exercer une poussée sur le piston 28 qui, k son tour, comprine le ressort principal 41 par l'intermédiaire du piston 38 et du disque 39. L'action du ressort 50 sur le compartiment 52 provoque, de ce fuit, le pivotement du volet plan 45 autour des axes 46 et, par conséquent, l'ouverture partielle du conduit 8. Il s'ensuit qu'un flux d'air froid est engendré dans le conduit B et délivre au corps cylindrique 2 du filtre k air. 31 la température du nouveau mélange d'air dans le corps 2 aux environs de l'ouverture revient k la valeur requise (40-50 C) le volet plan 45 se maintient alors dans une position intermédiaire d'équillibre, de maniètr à régler et établir le rapport volumétrique requis des quantités d'air froid et chand provenant respectivement des conduits 8 et 9 et devant se mélanger dans la zone cl-dessus mention- @ée. Par contre, si la température de l'air circulant autour de l'ampoule 12 et passant dans l'ouverture d'admission 5 pour être délivré au carburateur, excède encore la valeur requise, une nouvelle dilatation de la cire (substance sensible) contenue dans l'ampoule 12 se produit pour amener prr le processus décrit plus haut, un nouveau pitotement du volet plan 45 qui peut aller jusqu'à l'obturation complète de l'ouverture du conduit 9 débouchant dans le conduit 8 par l'intervention du disque 48, de aorte que l'air frais seulement en provenance du conduit 8 atteint le filtre à air 2 et, par conséquent, le carburateur. Dans ces conditions extrêexes les coupelles 17 et 29 sont sus- ceptibles de se dilater davantage par rapport au volet plan 45, en comprimant le ressort 50, pour provoquer un mouve- ment supplémentaire vers l'extérieur du piston 28 et, par conséquent, du piston métallique 38. Le dispositif thermostatique selon la présente invention décrit ci-dessus, présente de nombreux avantages. D'abord, il permet un contrôle précis et sensible de la température de l'air passant dans l'ouverture 5 pour être admis dans le carburateur, tout en maintenant cette tempéra- ture k une valeur constante en rapport avec un fonctionne- ment optimal dudit carburateur. A cet off et, l'élément sensible k la chaleur 11 du dispositif thermostaitque de la présente invention est disposé au voisinage immédiat de l'ouverture 5 d'admission d'air au carburateur, dans une sone où la totalité des flux d'air provenant respectivement des conduits 8 et 9 se trouve complètement mélangée, de sorte que l'ampoule 12 est léchée par de l'air k la tempéra- ture réelle d'entrée au carburateur, ce qui permet une détection rapide, précise et efficace de toutes les varia- tions de cette température. De plus, l'influence de la tempé- rature ambiante est moindre. La transmission de l'action de commande entre l'4lé- ment sensible k la chaleur 11 et l'élément actionneur au moyen du liquide contenu dans le tube capillaire 22, n'engen- dre aucune contrainte sur la position dudit élément sensible k la chaleur par rapport k celle dudit élément actionneur, permettant ainsi la disposition la mieux appropriée des différents éléments pour satisfaire aux conditions requises par n'importe quelle application partioulière.De plus, la quantité très faible de liquide comprimé dans le tube capillaire 22 assure une insensibilité quasi totale aux variations de la température ambiante. D'autres avantages du dispositif thermostatique selon l'invention apparasissent dans la description ci-dessus n particulier, la mise en place très simple de l'élément sensible k la chaleur et de l'élément actionneur au moyen de rondelles élastiques genre Belleville 18 et 34 pointées intérieurement. Enfin, il est bien entendu que de nombreux changements et modifications peuvent être apportée à la réalisation décrite ci-dessus du dispositif thermostatique selon la présente invention ainsi qu'k la disposition des différents composants, sans pour cela s'écarter de l'esprit et du domaine d'application de l'invention tels qu'ils sont définis dans les revendications ci-annexées. RBVENDICATIONS 1. Dispositif thermostatique pour contrôler la température de l'air à l'entrée du carburateur d'un moteur à combustion interne, pouvant être installé sur le corps du filtre à air qui reçoit cet air k une température plus ou moins élevée selon qu'il provient d'un premier ou d'un second conduit, ledit corps conportant une ouverture d'admission audit carburateur de l'air provenant dudit premier et dudit second conduits, ledit dispositif thermostatique comprenant un élément sensible k la chaleur pouvant capter la température de l'air qui circule autour d'une ampoule ou bulb dudit élément, et un élément actionneur commandé par ledit élément sensible k la chaleur et agencé pour étrangler plus ou moins le passage d'air dans ledit premier et ledit second conduits, caractérisé par le fait que ladite ampoule dudit élément sensible k la chaleur est ins- tallée dans le voisinage immédiat de ladite entrée d'air audit carburateur. 2. Dispositif therzostatique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la commande dudit élément ac- tionneur par ledit élément sensible à la chaleur s'effectue par l'intermédiaire d'un liquide agissant comme milieu trans metteur de pression. 3. Dispositif thermostatique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que ledit liquide est contenu dans on tube capillaire ductile et malléable reliant une zone interne dudit élément sensible k la chaleur à une zone interne dudit élément actionneur. 4. Dispositif thermostatique selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ladite zone interne dudit élément sensible k la chaleur est hermétiquexent séparée, au moyen d'un élément élastique, d'une seconde zone interne de ladite ampoule dudit élément sensible k la chaleur, ladite seconde zone contenant une substance qui se dilate lorsque la tempé- rature s'élève. 5. Dispositif thermostatique selon la revendication 3 ou 4,caractérisé par le fait que ladite sons interne dudit élément actionneur est hermétiquement Limitée, k l'int4- rieur d'une ampoule dudit élément actionneur, par un élément élastique. 6. Dispositif thermostatique selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit élément élastique dans ladite ampoule dudit élément actionneur agit sur un piston qui lui-même commande un dispositif d'étranglement et d'obturation deadits premier et second conduits, ledit piston étant soumis k l'action d'un premier ressort agissant entre ledit piston et ledit conduit, et un second ressort agissant entre ledit piston et ledit dispositif d'étranglo- ment et d'obturation, ledit premier ressort se déformant élastiquement avant ledit second ressort. 7. Dispositif thermostatique selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'élément élastique dans ladite ampoule dudit élément actionneur agit sur ledit piston par l'intermédiaire d'un disque en plastique et d'un second piston. 8. Dispositif thermoatatiqu. selon la revendication 6 ou 7, caractérisé par le fait qu ledit dispositif d'étran- glement et de coupure peut occuper deux positions limites, ledit premier et ledit second conduits étant respectivement obturés dans ladite première et ladite seconde positions. 9. Dispositif thermostatique selon l'une quelconque des revendications 2 k 8, caractérisé par le fait que ledit liquide est de l'huile de vaseline. 10. Dispositif thermostatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit corps continent un élément filtrant pour ledit air, ledit premier et ledit second conduits se trouvant en amont dudit élément filtrant et dans lequel ladite ouverture d'admission d'air audit carburateur se trouve en aval dudit élément filtrat, caractérisé par le fait que ladite ampoule dudit élément sensible B la chaleur est disposée en aval dudit élément filtrant. 11. Dispositif thermostatique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit élément sensible b la chaleur et ledit élément action neur sont fixés audit corps par des rondelles élastiques pointées intérieurement