Brevet FR2547014A1 — publié le 19841207

Vanne à commande manuelle et régulation thermostatique. L'invention concerne une vanne à commande manuelle et régulation thermostatique, destinée en particulier à être utilisée dans une installation de chauffage de l'habitacle d'un véhicule automobile, pour assurer la régulation de la température de l'air admis dans l'habitacle, par réglage du débit de fluide chaud circulant dans le radiateur de chauffage d'air faisant partie de l'installation. On connaît une vanne de ce type, qui comprend un corps tubulaire destiné à être monté de façon étanche sur un orifice d'une conduite de fluide, et un élément tubulaire monté à coulissement dans le corps et portant à une extrémité une membrane en caoutchouc ou matière analogue propre à être appliquée de façon étanche sur un siège formé par l'extré- mité d'un conduit d'arrivée de fluide dans la conduite et à être écartée de ce siège pour respectivement interrompre et régler le débit de fluide. Un ressort de rappel est monté entre le corps et l'élément tubulaire et tend en permanence à écarter la membrane du siège. Un dispositif de régulation thermostatique est porté par un coulisseau guidé en translation dans le corps et comprend un poussoir agissant par l'intermédiaire d'un ressort de compression sur l'élément tubulaire.Un levier à came de commande manuelle agit sur le coulisseau pour déplacer l'ensemble coulisseau-dispositif thermostatique-élément tubulaire membrane dans le corps et déterminer une position de la me- brane par rapport au siège. Quand la vanne est ouverte, le levier de commande manuelle permet donc de fixer une position de consigne de la membrane par rapport au siège, correspondant à un débit de consigne du fluide alimentant le radiateur de l'installation de chauffage, et le dispositif thermostatique permet de faire varier la position de la membrane par rapport au siège, de part et d'autre de la position de consigne, en fonction des variations de la température à laquelle il est sensible, pour réduire le débit de fluide alimentant le radiateur de chauffage quand la température augmente et augmenter ce débit quand la température diminue. Quand le levier de commande est amené dans une position de fermeture de la vanne, la membrane est appliquée et comprimée sur le siège, pour interrompre le débit de fluide, par le ressort de compression interposé entre l'élément tubulaire et le poussoir du dispositif thermostatique. Ce ressort doit donc développer,dans toutes les conditions de température, une force suffisante pour, d'une part, résister à la force antagoniste exercée par la pression du fluide au niveau du siège et, d'autre part, comprimer la membrane sur le siège et assurer ainsi la fermeture étanche de la vanne La force de ce ressort est donc relativement importante et l'effort de manoeuvre qu'il faut exercer sur le levier pour fermer la vanne doit être supérieur à cette force.En outre, cette force augmente, en raison de la compression du ressort, quand la température à laquelle est sensible le dispositif thermostatique augmente, et l'effort de manoeuvre qu'il faut appliquer au levier, déjà relativement important à température ambiante, augmente encore en même temps que la température de sorte que la vanne est dure à manoeuvrer. L'invention a notamment pour but de réduire, dans une large mesure, l'effort de manoeuvre d'une telle vanne, ainsi que les variations de cet effort en fonction des variations de la température. L'invention a encore pour but d'améliorer la fiabilité d'une telle vanne et d'augmenter sa durée de vie. L'invention a également pour but de réduire ou de supprimer l'effet de pompage rencontré dans une vanne du type précité lorsque la membrane est appliquée sur le siège directement par le dispositif thermostatique en raison d'une augmenta- tion de la température. L'invention propose dans ce but une vanne du type précité, qui est caractérisée en ce que le coulisseau est propre à venir en appui direct, au moins durant la fin de la phase de fermeture de la vanne par manoeuvre du levier1 sur l'élément tubulaire portant la membrane pour assurer la compression de la membrane sur le siège et la fermeture étanche de la vanne. Ainsi, comme la compression de la membrane sur le siège est assurée par appui direct du coulisseau sur l'élément tubulaire, il n'est plus nécessaire que le ressort de compression interposé entre le poussoir du dispositif thermostatique et l'élément tubulaire ait une force suffisante pour assurer la compression de la membrane Il suffit en fait que la force développée par ce ressort équilibre la force antagoniste exercée par la pression du fluide au niveau du siège. La diminution de la force développée par ce ressort entraîne une diminution sensible de l'effort qu'il faut appliquer au levier de commande pour fermer la vanne, de sorte que celleci peut être manoeuvrée beaucoup plus facilement. En outre, l'augmentation de l'effort de manoeuvre en fonction de la température à laquelle est sensible be dispositif thermostatique est beaucoup -plus~ fiaible que dans la technique an térieure, De plus, comme le ressort de compression agissant sur l'élément tubulaire n'a plus une force suffisante pour comprimer la membrane sur le siège et fermer la vanne de façon étanche sous commande du dispositif thermostatique quand la température augmente, il en résulte une diminution ou une suppression de l'effet de pompage. L'invention permet également, de façon générale, de faciliter le réglage de la vanne, en raison d'un empilage de cotes plus faible, et d'améliorer sa fiabilité. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on se réfère au dessin annexé, qui est une vue schématique en coupe longitudinale d'une vanne selon l'invention. La vanne comprend un corps tubulaire 10 dont l'extrémité inférieure forme une bride 12 fixée sur le rebord 14 de l'orifice d'extrémité d'une conduite 16 à l'intérieur de laquelle est monté un conduit 18 d'amenée d'un fluide chaud, tel par exemple que le liquide de refroidissement d'un moteur de véhicule automobile. L'extrémité supérieure du conduit 18 forme le siège d'appui d'une membrane 20 en caoutchouc ou matière analogue, dont la partie centrale 22, de forme circulaire, est montée sur l'extrémité inférieure d'un élément tubulaire 24, lui-même guidé à coulissement dans le corps 10. Le bord périphérique 26 de la membrane 20 est serré entre la bride 12 du corps 10 et le rebord 14 de la conduite 16 pour assurer l'étanchéité du montage de la vanne sur la conduite 16. Ce bord périphérique 26 de la membrane est relié à la partie centrale 22 par une partie annulaire 28 souple, permettant le déplacement de l'élément tubulaire 24 par rapport à l'extrémité du conduit 18. L'estximité supérieure de l'élément tubulaire 24 présente un rebord extérieur 30 sur lequel s'appuie l'extrémité supérieure d'un ressort de compression 32 dont l'extrémité inférieure est en appui sur un épaulement interne 34 du corps 10. La partie supérieure de l'élément tubulaire 24 reçoit à coulissementundispositif de régulation thermostatique désigné dans son ensemble par la référence 36 qui comprend un corps présentant une cavité interne 38 dont le fond est fermé de façon étanche par une membrane 40 en catouchouc ou en matière analogue. Un conduit 42 traverse le corps du dispositif 36 et débouche dans la partie supérieure de la cavité 38. Cette cavité et le conduit 42 sont remplis d'un fluide incompressible par exemple de l'huile, dont la pression varie dans le même sens que la température d'un fluide, par exemple de l'air chaud admis dans l'habitacle d'un véhicule automobile. La face inférieure de la membrane 40 fermant la cavité 38 est appliquée sur un poussoir 43 guidé en coulissement dans le corps du dispositif 36 et dont l'extrémité inférieure, extérieure à ce dispositif, est en appui sur une coupelle 44.pouvant coulisser à l'intérieur de l'élément tubulaire 24. Un ressort de compression 46 est interposé entre le fond de l'élément tubulaire 24 et la coupelle 44. Le dispositif 36 de régulation thermostatique est en appui sur un coulisseau 48 guidé à coulissement dans le corps 10, au-dessus de l'élément tubulaire 24. Ce coulisseau 48 porte un excentrique 50 d'axe horizontal sur le dessin, sur lequel agit une surface de came 52 présentée par un levier 54 de commande manuelle monté à rotation autour d'un axe horizontal 56 sur l'extrémité supérieure du corps 10. Selon l'invention, la partie inférieure du coulisseau 48 est en appui sur le rebord supérieur 30 de l'élément tubulaire 24 au moins à la fin de la phase de fermeture de la vanne par manoeuvre du levier 54. Tant que la partie centrale 22 de la membrane n'est pas en appui sur l'extrémité du conduit 18, les seules forces à vaincre sont la force du ressort 32 et la poussée du fluide sur la membrane, qui sont relativement faibles.Quand la température de l'air de chauffage est voisine de la température ambiante, le poussoir 43 du dispositif thermostatique 36 est dans la position représentée au dessin, dans laquelle la coupelle 44 est en appui sur un épaulement interne de l'élément tubulaire 24 ainsi que sur l'extrémité inférieure du corps du dispositif 36, et le ressort 46 ne joue aucun rôle.La compression de la partie centrale 22 de la membrane sur l'extré- mité du conduit 18 est alors assurée par poussée de la came 52 du levier 54 sur l'excentrique 50 du coulisseau 48 dont la partie inférieure est en appui sur l'extrémité supérieure de l'élément tubulaire 24. Par contre, quand la température de l'air de chauffage est nettement supérieure à la température ambiante, la pression de l'huile augmente dans la cavité 38 et provoque une déformation de la membrane 40 vers le bas et un déplacement du poussoir 43 vers le bas se traduisant par une compression du ressort 46 et donc par le développement d'une force s'opposant à la poussée exercée par la came 52 du levier 54 sur le coulisseau 48. L'effort de manoeuvre qu'il est nécessaire d'appliquer au levier 54 augmente alors. Toutefois, comme le ressort 46 développe une force beaucoup plus faible que dans la technique antérieure, et qui est calculée de façon à être très légèrement supérieure à la force de poussée résultant de la pression du fluide dans le conduit 18, l'effort de manoeuvre n'augmente pas au-deld d'une valeur à partir de laquelle la commande deviendrait "dure". Pour fixer les idées, on indiquera que, dans une vanne du même type selon la technique antérieure, le ressort 46 développait une force d'environ 8 à 9 kgf à température ambiante et d'environ 12 kgf quand la température de l'air de chauffage atteignait 850C. Par comparaison, le ressort 46 d'une vanne selon l'invention développe une force de 3,5 kgf à température ambiante et de 5 kgf à 850C. L'effort de manoeuvre d'une vanne selon l'invention est donc beaucoup plus faible que dans la technique antérieure, et augmente moins vite en fonction de la température. Il en résulte également une facilité de réglage de la vanne lors de son montage, et de son réglage en fonction de l'usure de ses éléments. La fiabilité et la durée de vie de la vanne sont ainsi augmentées. Revendications. 1. Vanne à commande manuelle et régulation thermostatique, comprenant un corps tubulaire (10) destiné à être monté de façon étanche sur un orifice d'une conduite (16) de fluide, un élément tubulaire (24) monté à coulissement dans le corps (10) et portant à une extrémité une membrane (20, 22) en caoutchouc ou matière analogue propre à être appliquée de façon étanche sur un siège formé par l'extrémité d'uncondui't (18) d'arrivée de fluide dans la conduite (16) et à être écartée de ce siège pour respectivement interrompre et régler le débit de fluide, un ressort de rappel (32) monté entre le corps et l'élément tubulaire (24) et tendant à écarter la membrane (20, 22) dudit siège, un dispositif (36) de régulation thermostatique qui est en appui sur un coulisseau (48) guidé en translation dans le corps (10) et qui comprend un poussoir (43) agissant par l'intermédiaire d'un ressort de compression (46) sur ledit élément tubulaire (24), et un levier (54) de commande manuelle à came (52) agissant sur le coulisseau (48) pour déplacer l'ensemble coulisseau-dispositif thermostatique-élement tubulairemembrane dans le corps (10) et déterminer une position de la membrane par rapport audit siège, caractérisée en ce que le coulisseau (48) est propre à venir en appui direct, à la fin de la phase de fermeture de la vanne par manoeuvre du levier (54), sur l'élément tubulaire (24) pour assurer la compression de la membrane (22) sur le siège précité. 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée én ce que le ressort (46) interposé entre l'élément tubulaire (24) et le poussoir (43) du dispositif thermostatique (36) développe une force correspondant sensiblement à la somme de la force de poussée exercée par la pression du fluide dans la conduite (16) et de la force du ressort de rappel (32).