Brevet FR2528121A1 — publié le 19831209

Servomoteur thermostatique. La présente invention concerne un servomoteur thermostatique, pour le réglage du ralenti de moteurs à combustion interne, par exemple, composé d'un élément de commande thermostatique,asservi à la température ambiante et comportant un matériau se dilatant à la chaleur et un piston , dont le déplacement dans le carter de l'élément de commande, provoqué par la dilatation, est contraire à l'effet de dispositifs de rappel, et dont une extrémité est extérieure à ce même carter, et d'une commande de translation reliée à l'é- lément de commande, dans le bottier de laquelle un tiroir, guidé dans l'axe du piston, est sollicité par l'extrémité libre de ce dernier. Dans des dispositifs connus de ce genre, une des extrémités du bottier de la commande comporte un élément de commande thermostatique entièrement autonome, commercialisé et livré à part, un thermostat par exemple, l'extrémité libre du piston sortant du carter de cet élément. Cet élément est une pièce intégrale avec, pour le piston, un ressort de rappel spécifique prévu dans le carter. Le bottier de la commande du servomoteur est muni d'une extrémité sur laquelle s'adapte l'élément de commande. La fixation est assurée par rabattement. Pour éviter sur ce meme côté toute pénétration de liquide à l'intérieur du bottier, il est indispensable de prévoir une étanchéité parfaite. Llintérieur du bottier comporte deux coupelles de ressort axiales, placées face à face, et un ressort de rappel séparé, tendu entre les deux coupelles, et dont l'effet s'exerce sur le tiroir.Sur le côté opposé à l'élément de commande, le bottier présente une ouverture par laquelle sort un cable Bowden, dont l'âme, traversant les deux coupelles jusqu'au piston de l'élément de commande, est fixée à un support en forme de chapeau monté à l'extrémité du piston. A l'endroit où l'âme du câble Bowden traverse la coupelle externe, la protection et le guidage de la gaine du câble sont assurés par une douille en plastique prévue sur l'âme. Sur le côté ouvert du bottier de la commande, une bague de retenue, logée dans une rainure annulaire, assure un support axial de la coupelle comprimée par le ressort. Un servomoteur de ce type est onéreux. Nécessitant, d'une part, un élément de commande thermostatique complet, il entraine déjà des coûts relativement élevés. Le bottier de la commande du mouvement de translation, qui est généralement en métal et obtenu par usinage, est d'autre part très cher et exige beaucoup de travail. Le raccordement de l'é- lément de commande et du bottier pose par ailleurs des problèmes d'étanchéité. Les différents éléments de la commande de translation prevus dans le boitier sont en outre à l'origine de frais supplémentaires. La présente invention vise à créer un servomoteur thermostatique du type précédemment décrit, qui diminue les frais de matériel, usinage et montage, nécessite un nombre restreint de pièces détachées et ne pose pas de problèmes d'é tanchéité entre l'élément de commande et le bottier. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une partie au moins du carter de l'élément de commande et une partie au moins du bottier de la commande constituent un carter central monobloc, qui forme un couvercle axial de l'élément de commande, comporte un cylindre de guidage axial pour la sortie du piston et présente, sur le coté axial opposé à l'élément de commande, une butée axiale arrêtant le tiroir dans sa position initiale, les dispositifs de rappel du piston sont exclusivement constitués par un ressort de rappel, prévu dans le carter central, dont l'effet sur le tiroir est contraire au sens de déplacement du piston, et dont l'extrémité est supportée par la face de ce meme carter opposée à l'élément de commande. D'autres caractéristiques avantageuses sont données dans les revendications 2 à 10. La présente invention permet de réduire considérablement les coûts de réalisation. Le fait que le carter central soit constitué par une partie du carter de l'élément de commande thermostatique et une partie du bottier de la commande permet de réaliser une économie de matériel. La réduction des opérations d'usinage entrasse par ailleurs une diminution des coûts de fabrication. Le diamètre et la longueur axiale peuvent en outre ëtre réduits.La suppression de garnitures d'étanchéité supplémentaires entre l'élément de commande et le bottier a également une répercussion directe sur les courts. Tout défaut d'étanchéité entre cet élément de commande et le bottier est par ailleurs exclu; l'étanchéité du compartiment interne du bottier par rapport à l'élément de commande thermostatique et au fluide, auquel ce dernier est asservi, est en effet assurée par le presse-étoupe de l'élément thermostatique, dont il fait partie intégrante, et qui assure par rapport à l'extérieur l'étanchéité du compartiment recevant le matériau de dilatation. L'exécution séparée du capuchon du bottier, en plastique par exemple, en train encore une réduction considérable du poids, ainsi que des frais de matériel et de fabrication.Un capuchon en plastique peut être moulé par injection à un prix raisonnable. La paroi extrême du capuchon pouvant en outre servir d'appui au ressort, la deuxième coupelle est superflue. I1 est possible de supprimer la douille de protection et de guidage prévue pour le passage de l'âme du câble Bowden et le centrage de son enveloppe externe. Ces fonctions peuvent être assurées par les parois du capuchon. La suppression de la bague supplémentaire de retenue et de la rainure correspondante entrain encore une réduction des coûts. La présente invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de construction figurant sur les dessins, qui représentent: Figure 1: une vue latérale d'un servomoteur thermostatique suivant un premier exemple de construction, Figure 2: une coupe longitudinale du servomoteur repré senté sur la figure 1, Figure 3: une coupe d'un détail d'un servomoteur suivant un deuxième exemple de construction, Figure 4: une vue de face d'un servomoteur suivant un troi sième exemple de construction, Figure 5: une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4, Figure 6: une coupe longitudinale d'une partie d'un servo moteur suivant un quatrième exemple de construction. Le servomoteur des figures 1 et 2 comprend un élément de commande thermostatique 13, asservi au milieu ambiant. Cet élément comporte dans une partie de carter 14 en forme de pot ou de cuvette, de préférence métallique, une substance 15 se dilatant à la chaleur, de la cire par exemple. L'élément 13présente en outre un piston 16 au déplacement axial, pénétrant dans la substance 15, et dont l'extrémité libre 17 sort de la partie de carter 14. L'élément de commande 13 est relié à une commande du mouvement de translation 33, qui comporte un tiroir 35 guidé dans le boitier 34, ce tiroir étant coaxial au piston 16 et sollicité par l'extrémité libre 17 de ce dernier. Une partie du carter de l'élément de commande 13 et une partie du boitier 34 sont réunies en un carter central 55 mono bloc, en métal. A I'extrémité supérieure de la partie de carter 14, suivant la figure 2, le carter central 55 forme le couvercle 56 de l'élément de commande 13. A cet effet, le carter central 55 présente dans le même axe une section finale 57 en forme de tube, qui reçoit l'extrémité ouverte de la partie de carter 14 comportant le matériau de dilatation 15. La partie de carter 14 comprend une bride 18 enveloppée par un rebord extrême 58 rabattu de la section finale 57. Dans la partie interne de la bride 18, l'étan- chéité de la partie de carter 14 est assurée par un presseétoupe 19 en plastique ou en caoutchouc, que traverse le piston 16. Le carter central 55 présente en outre un cylindre de guidage axial 59 pour la sortie du piston 16. Par ailleurs, ce même carter central 55 comporte, sur le coté axial opposé à l'élément de commande 13, une butée axiale interne 60 correspondant au tiroir 35. Avec une baisse de température, le piston 16 est repoussé par les dispositifs de rappel. Ces dispositifs sont représentés par un ressort de rappel 36, dont l'effet s'exerce parallèlement sur un tiroir 35, dans le sens contraire au sens de déplacement du piston 16, ce ressort assurant une seule fonction de rappel pour les deux pièces. Suivant la figure 2, l'extrémité du ressort de rappel 36, logé dans le carter central 55, repose sur la partie supérieure de ce même carter. Le carter central 55 présente un filetage 61 et, à une certaine distance axiale de ce dernier, une face de prise 62 pour des outils. Sur sa face opposée à l'élément de commande 13, le carter central 55 présente une partie 63 en forme de pot,comportant une ouverture centrale 64 traversée par le piston 16. Le fond de cette partie 63 forme la butée axiale 60. La face interne de la paroi 65 du pot peut être conçue pour ser vir de guidage axial au tiroir 35, à une partie de ce dernier tout du moins. Le carter central 55 comprend deux parties. Dans la zone de la partie 63, il supporte un capuchon 66 rapporté, en plastique notamment. Ce capuchon 66 présente sur sa paroi supérieure 67, suivant la figure 2, un orifice 68 de sortie du tiroir 35 ou d' une partie de ce dernier. La face interne de cette paroi 67 sert de butée au ressort de rappel 36. Le tiroir 35 comprend le câble Bowden 10, dont l'enveloppe externe 11 est supportée par la paroi supérieure 67, dans une partie axiale 69 évidée , servant pa rallèlement au guidage. L'âme 12, qui traverse l'orifice 68 du capuchon 66 dans le même axe que le piston,l6, est amenée Jusqu'à l'extrémité libre de ce dernier. Cette même extrémité comporte un support en forme de chapeau 37, sur la bride annulaire 38 duquel repose une coupelle à ressort 39.Cette coupelle 39 comprend une ouverture centrale 40, traversée par une section cylindrique 41 du support 37 sur lequel est fixée l'âme 12. Le capuchon 66, emmanché dans l'axe sur la paroi 65 du carter central 55, enveloppe cette dernière. Ce capuchon amovible est maintenu par enclenchement. Des saillies radiales 70, 71 sont prévues à cet effet sur la face externe de la paroi 65. Dans le cas présent, ces saillies sont circulaires. Leur section transversale présente une forme de coin ou de dent de scie, la pointe du cône étant orientée vers le haut suivant la figure 2. Pour ce même montage, le capuchon 66 présente sur son bord inférieur, suivant la figure 2, des évidements ou creux 72, 73 circulaires, de section transversale similaire. Par suite de cette forme des sections transversales des saillies 70, 71, et/ou des évidements 72, 73 recevant ces dernières, l'emmanchement axial du capuchon 66 sur le carter central 55 entraîne un enclenchement automatique des saillies dans les évidements, qui assurent une bonne fixation, à laquelle s'ajoutent les efforts du ressort de rappel 36. Avec une élévation de température dans la zone de la partie de carter 14, la dilatation du matériau 15 entraine une augmentation de volume et le piston 16 est repoussé vers le haut, suivant la figure 2. Par l'intermédiaire du support 37 en forme de chapeau, prévu sur le piston, l'amie 12 du câble Bowden 10 est tirée vers le haut, suivant cette même figure 2. La bride annulaire 38 du support 37 entrain la coupelle 39, et le ressort de rappel 36 est comprimé. Pour une baisse de température enregistrée par l'élément de commande 13, le matériau 15 se refroidit et diminue de volume. Le ressort de rappel 36 se détend, repoussant vers le bas, par l'intermédiaire de la coupelle 39, le support 37 et l'âme 12, toujours suivant la figure 2, ainsi que le piston 16.Ce mouvement de rappel est limité par le contact de la coupelle 39 sur la butée de fin de course 60. Sur la figure 3, les saillies 170, 171 sont prévues sur le pourtour du rebord inférieur du capuchon 166, les évide ménts circulaires 172, 173, sur la face interne de la paroi 165. Sur les figures 4 et 5, les saillies 270, 271 sont constituées par quatre taquets radiaux en forme de coin, répartis sur le pourtour de la paroi 265 de la partie de carter 263 en forme de pot. Le bord extreme gauche du capuchon 266 présente quatre évidements radiaux, du type fe nêtre, 272, 273, recevant les taquets 270, 271. Sur la figure 6, le tiroir 335 présente un coulisseau 344, dont l'extrémité inférieure bute contre le piston 316 et l'extrémité supérieure sort par l'orifice 368. Ce coulisseau 344 comporte à son extrémité une fixation 345, un oeillet ou un crochet par exemple, à laquelle peut être fixé le câble Bowden. Revendications. 1. Servomoteur thermostatique, pour le réglage du ralenti de moteurs à combustion interne par exemple, composé d'un élément de commande thermostatique (13), asservi à la température ambiante et comportant un matériau (15) se dilatant à la chaleur et un piston (16), dont le déplacement dans le carter (14, 56) , provoqué par la dilatation, est contraire à l'effet de dispositifs de rappel, et dont une extrémité (17) est extérieure au carter (14) de l'élément de commande (13), et d'une commande de translation (33) reliée å ce meme élément (13), dans le bottier (34) de laquelle un tiroir (35), guidé dans l'axe du piston (16), est sollicité par l'extrémité libre (17) de ce dernier, caractérisé en ce qu 'une partie au moins du carter (14, 56) de-l'élément de commande -(13) et une partie au moins du bottier (34) de la commande constituent un carter central (55) monobloc, qui forme un couvercle axial (56) de l'élément de commande (13), comporte un cylindre de guidage (59) axial pour la sortie du piston (16) et présente, sur le côté axial opposé à l'élément de commande (13), une butée axiale (60) arrêtant le tiroir (35) dans sa position initiale (figure 2), et en ce que les dispositifs de rappel du piston (16) sont exclusivement constitués par un ressort de rappel (36), prévu dans le carter central (55), dont l'effet sur le tiroir (35) est contraire au sens de déplacement du piston (16), et dont l'extrémité est supportée par la face de ce même carter (55) opposée à l'élément de commande (13). 2. Servomoteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le carter central (55) présente sur une section un filetage (61) et, à une certaine distance axiale de ce dernier, une face de prise (62) pour des outils, hexagonale notamment, et de préférence en ce que le carter central (55) reçoit, dans une section axiale (57), l'extrémité (18) d'une partie de carter (14) en forme de pot ou de cuvette de l'élément de commande (13), comportant le matériau de dilatation (15), un presse-étoupe (19), traversé par le piston (16) assurant une parfaite étanchéité de cette exw trémité (18), et la partie de carter (14) en forme de pot ou de cuvette présentant de préférence une bride (18), enveloppée par un rebord (58) rabattu du carter central (55). 3. Servomoteur selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le carter central (55) présente, sur la face opposée à l'élément de commande (13), une section (63) en forme de pot comportant une ouverture centrale (64) traversée par le piston (16),le fond de cette section servant de butée axiale (60) et la face interne de la paroi (65) de guidage axial pour le tiroir (35), et de préférence en ce que le carter central (55) présente, sur son extrémité opposée à l'élément de commande (13), un capuchon (66) en plastique notamment, dont la paroi extrême (67) comporte un orifice (68) de sortie du tiroir (35), la face interne du carter (55) servant de butée de fin de course pour le ressort de rappel (36) et le capuchon (66) étant de préférence amovible et s'enclenchant sur la section de carter (63) en forme de pot. 4. Servomoteur selon la revendication 3, caractérisé par des saillies radiales (70, 71; 270, 271) prévues sur la section de carter (63, 65; 263, 265), et par des évidements (72, 73; 272, 273), recevant ces saillies et prévus sur le capuchon (66; 266), ou inversement (170, 171 et/ou 172, 173, figure 3), les saillies (70, 71; 170, 171; 270, 271) présentant de préférence une section transversale en forme de coin, et les évidements (72, 73; 172, 173; 272, 273) ou creux s'enclenchant automatiquement dans les saillies correspondantes avec l'emmanchement axial du carter central (55) et du capuchon (66). 5. Servomoteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les saillies (70, 71; 170, 171) sont circulaires ou constituées par des taquets radiaux (270, 271) répartis sur le pourtour, et en ce que les évidements sont circulaires (72, 73; 172, 173) ou constitués par des cavités radiales ou évidements du type fenêtre (272, 273), répartis sur le pourtour. 6. Servomoteur selon une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les saillies et évidements ont la forme de pas de vis et en ce que le capuchon (66; 166; 266; 366) est vissé ou emmanché dans îtaxe, les pas de vis présentant de préférence une section transversale en dent de scie. 7. Servomoteur selon une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que le capuchon (66;'166) est emmanché sur la paroi (65) de la partie en forme de pot du carter central (55), enveloppant cette dernière (figures 1, 2), ou engagé dans cette paroi (165) par laquelle il est enveloppé (figure 3). 8. Servomoteur selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tiroir (35) présente un câble Bowden (10), dont l'enveloppe externe (11) repose sur la paroi extrême (67) ou sur une section de paroi (69) axiale évidée , et dont l'amie (12) traverse, dans l'axe du piston (16),l'orifice (68) du capuchon (66)pour atteindre l'extrémité libre du piston. 9. Servomoteur selon une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tiroir (335) présente un coulisseau (344), dont une extrémité heurte l'extrémité libre du piston (316), l'autre extrémité sortant par l'orifice (368) de la paroi extrême (367) du capuchon (366). 10. Servomoteur selon une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que l'extrémité libre du piston (16; 316) présente un support (37) en forme de chapeau, sur la bride annulaire (38) duquel repose une coupelle (39) à ressort, axiale, comportant une ouverture centrale (40) traversée dans l'axe par le support (37), et en ce que l'amie (12' du câble Bowden (10) et/ou l'extrémité du coulisseau (344) est fixée au support (37).