Brevet FR2543622A1 — publié le 19841005

L'invention concerne des valves, et plus particulièrement une valve de temporisation sensible à la température. Dans certains dispositifs actionnés par fluide, il est souhaitable de retarder la manoeuvre à un rythme différent à une température qu'à une autre. Par exemple, dans des moteurs à combustion interne pour automobiles, le circuit d'admission, qui comprend un carburateur, présente un canal d'admission placé sous la commande d'un clapet de starter ou d'étranglement. De tels clapets sont communément rappelés vers une position de fermeture par une commande automatique de starter sensible à la température. Cependant, après la mise en marche du moteur, il est souvent souhaitable d'amener le clapet de starter au moins dans une position d'ouverture partielle plus rapidement que le clapet sensible à la température peut le faire. Des casse-vide sont utilisés à cet effet et comprennent généralement un élément de commande sensible au vide qui intervient à un rythme retardé à partir de l'instant où le moteur est mis en marche et jusqu'à ce que le clapet de starter soit ouvert, habituellement sur une période de quelques secondes. Cette opération est habituellement optimale à une certaine température moyenne prédéterminée. Cependant, par temps froid, il est souvent souhaitable de retarder l'ouverture du clapet sur une plus longue période de temps que celle que l'off peut obtenir avec le casse-vide habituel. L'invention a pour objet principal d'atteindre cet objectif au moyen d'un clapet de temporisation sensible à la température, qui peut être placé en série avec une source de vide et avec un dispositif à manoeuvrer pour réaliser un actionnement à une certaine température élevée prédéterminée et un actionnement retardé à une certaine température inférieure à la température prédéterminée. L'invention a pour autre objet un clapet de temporisation sensible à la température, du type décrit ci-dessus, qui utilise un disque bimétallique monté élastiquement par un bord circonférentiel extérieur de façon à constituer un montage élastique. et un joint. Les objectifs de l'invention sont obtenus au moyen d'une valve de commande de fluide dans laquelle un clapet de temporisation est logé dans un corps pour permettre un écoulement libre d'un fluide dans un premier canal et dans un premier sens, et imposant un écoulement étranglé en sens oppose. Le corps comporte également un clapet. sensible à la température qui, dans certaines conditions de température ambiante, la température étant supérieure à un niveau prédéterminé, permet l'écoulement libre du fluide dans les deux sens par un second canal ménagé dans le corps. Lorsque la température descend audessous d'un niveau prédéterminé,-le clapet sensible à la température prend une position de travail dans laquelle il ferme le second canal et. oblige le fluide à s 'écouler par le premier canal et le clapet de temporisation.De cette manière, il est possible de retarder l'écoulement du fluide dans un premier sens, au-dessous d'un certain niveau prédéterminé, tout en permettant un écoulement libre audessus du niveau de température prédéterminé . Les caractéristiques de fonctionnement sont obtenues au moyen d'un clapet sensible à la température, dont le bord périphérique extérieur est supporté par des bagues qui constituent une suspension élastique et, en meme temps, un joint étanche aux fluides, empêchant le passage du fluide vers les faces opposées d'un clapet bimétallique. Ce dernier présente une ouverture centrale par laquelle la totalité du fluide doit s'écouler. L'invention sera décrite plus en détail enregard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel - la figure 1 est une élévation schématique partielle d'une valve de commande de fluide selon l'invention utilisée dans un système d'alimentation en carburant pour véhicules - la figure 2 est une coupe longitudinale, à échelle agrandie, de la valve de commande selon l'invention, suivant la ligne 2-2 de la figure 3 - la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2 - la figure 4 est une vue à échelle agrandie de l'un des obturateurs du dispositif représenté sur la figure 2 ; et - la figure 5 est une vue de l'un des éléments du dispositif représenté sur la figure 2. La figure l représente globalement en 10 la valve de commande de fluide selon l'invention qui est montrée dans une utilisation avec un système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne. Plus particulièrement, un casse-vide 12, d'un type souvent utilisé avec des carburateurs, comporte une tige 14 de sortie à mouvement alternatif reliée par une biellette 16, un levier coudé 18 et une biellette 20 à un bras 22 decommande de starter. Le bras 22 est relié à un volet 24 de starter au moyen d'un axe 26 qui peut faire pivoter le volet 24. Ce dernier est monté dans un canal 28 d'admission d'air d'un carburateur de moteur à combustion interne. Le volet 24 de starter est normalement appelé vers la position de fermeture montrée sur la figure 1., en particulier à de basses. températures ambiantes, par une commande bimétallique 30 de starter relié à un axe 32 sur lequel le levier coudé 18 est monté, et cette commande tend à faire pivoter le levier coudé 18 dans le sens des aiguilles d'une montre, dans l'orientation de la figure 1. Le cassevide 12 agit par l'intermédiaire de l'élément 14 de sortie afin d'aider la commande bimétallique 30 du starter à maintenir le volet 24 de starter en position de fermeture lorsque le moteur n'est pas en marche, et il agit de façon à amener le volet 24 du starter en position d'ouverture, contre la force de la commande bimétallique 30, après la mise en marche du moteur. Dans des installations typiques, le casse-vide 12 est relié directement à une source de vide indiquée en 36, qui est constituée habituellement du collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne. Dans le cas présent, la valve 10 de commande de fluide est montée en ligne ou en série avec la source 36 et le casse-vide 12. La valve 10 de commande comprend un corps 38 constitué de couvercles identiques 40 et 42 tournés face à face et serrés contre un élément intermédiaire 44 de corps. Les couvercles 40 et 42 et l'élément 44 sont réalisés en matière plastique et maintenus assemblés de manière étanche aux fluides par soudage par ultrasons ou autre. Les couvercles 40 et 42 comprennent chacun un raccord tubulaire 46 destiné à recevoir un tuyau 48 relié à la source 36 ou un tuyau 50 relié au casse-vide 12. Les éléments 40 et 42 du corps présentent chacun une cavité épaulée 52 qui reçoit un filtre à air 54. La partie extérieure radiale de chacun des couvercles 40 et 42 comporte un rebord annulaire 56 qui s'ajuste et qui est fixé sur un rebord annulaire 58, opposé et complémentaire, faisant partie de l'élément intermédiaire 44 du corps. Cet élément intermédiare 44 du corps présente une cavité annulaire 60 ménagée dans une première face de l'élément 44 qui communique, par des canaux 62 s'étendant axialement, avec une chambre 64 formée entre le couvercle 42 et l'élément 44. Ce dernier présente une chambre axiale 66 de clapet qui reçoit un élément 68 de retenue de clapet réalisé également en matière plastique et disposé de manière à maintenir en position à l'intérieur du corps un clapet de temporisation indiqué en 70. La chambre 66 communique avec la chambre 64 par un canal axial 72 et elle communique avec la cavité épaulée 52 du couvercle 40 par un canal axial 74. Le clapet 70 de temporisation disposé dans la chambre 66 comprend un disque métallique 76 qui est normalement maintenu contre un siège formé d'une bague 78 par un élément à ressort 80 montré également sur la figure 5. Cet élément à ressort 80 comporte un doigt 82 qui porte contre une saillie axiale 84 du disque 76. L'élément à ressort 80 est réalisé en une matière plastique élastique telle qu'une feuille de "Mylar". Le disque 76 présente une gorge radiale 86 réalisée par emboutissage afin qu'un canal étranglé soit formé lorsque le disque 76 est appliqué contre la bague 78. Lorsqu'une pression apparaît sur le côté droit du disque 76, dans l'orientation de la figure 2, ce disque 76 est soulevé de son siège annulaire 78, contre la force de l'élément à ressort 80, pour permettre un passage libre du fluide de la droite vers la gauche.Dans le sens opposé, le disque 76 est appliqué contre. le siège 78 et l'écoulement du fluide est étranglé par le canal 86. Un clapet sensible à la température, désigné en 90, est disposé-dans la chambre 64. Ce clapet 90 comprend un disque bimétallique 92 sensible à la température qui présente une ouverture axiale 94. Le bord périphérique axialement extérieur du disque 92 est maintenu, sur ses côtés opposés, par deux bagues identiques 96. A l'état assemblé, le couvercle 42 du corps et l'élément intermédiaire 44 compriment légèrement les bagues 96 contre les faces opposées du disque 92 et servent à maintenir ce dernier en position à l'intérieur du corps 38 ainsi qu'à établir un joint obligeant le fluide à s'écouler par l'ouverture 94. Le disque 92 est concavo-convexe, la surface concave 98 étant tournée-vers une bague 100 qui constitue un siège de clapet. Aux températures ambiantes normales, la surface concave 98 est espacée du siège annulaire 100, comme montré sur la figure 2.Cependant, lorsque la température chute au-dessous d'une certaine valeur minimale prédéterminée, le disque 92 fléchit afin que la surface 98 vienne en contact avec la bague 100. La flexion du disque bimétallique 92 entre la position illustrée sur la figure 2 et la position de fermeture est destinée à commander l'écoulement du fluide dans les canaux 62 communiquant avec la cavité annulaire 60. Le raccord 46 du couvercle 40 peut être considéré comme formant un canal d'entrée 102 et le raccord 46 du couvercle 42 forme un canal de sortie 104 qui communique par l'intermédiaire du tuyau 50 avec le casse-vide 12. Dans des conditions normales de fonctionnement dans lesquelles la température ambiante est supérieure à un certain niveau prédéterminé, les pièces occupent les positions illustrées sur les figures, le clapet 90 sensible à la température étant dans sa position d'ouverture totale. Dans de telles conditions, le fluide peut s'écouler librement dans les deux sens, c'est-à-dire de la gauche vers la droite ou de la droite vers la gauche comme montré sur la figure 2. De la gauche vers la droite, le fluide peut s'écouler du canal de sortie 104 à travers le filtre 54, par l'ouverture axiale 94 et par les canaux axiaux 62 jusqu'à la chambre annulaire 60 et, à travers l'autre filtre 54, par le canal 102 d'entrée.Le clapet 70 de temporisation reste dans sa position de fermeture, car la pression différentielle agissant sur lui, à l'exclusion des autres canaux, permet un écoulement pratiquement non étranglé. De la droite vers la gauche dans l'orientation de la figure 2, le fluide s'écoule par le canal annulaire 66, les canaux 62 et l'ouverture axiale 94 du disque bimétallique 92, et par le canal 94 de sortie. A ce moment, si l'écoulement du fluide est suffisant, le disque 76 peut être soulevé de la bague 78, contre la force du ressort 80, pour permettre également un écoulement relativement libre du fluide par le canal axial 72. A la soulte de l'écoulement relativement libre du fluide dans un sens ou dans l'autre, lorsque la valve 10 est utilisée dans un système tel que celui illustré sur la figure 1, ce système fonctionne de la manière habituelle de façon que, lors de la mise en marche d'un moteur à combustion interne comportant la source de vide 36, le vide puisse être appliqué au casse-vide 12. La tige 14 de sortie est alors tirée vers la droite, et elle amène le volet 24 de starter en position d'ouverture, contre la résistance opposée par la commande automatique 30. du starter. Lorsque la température chute au-dessous d'un minimum prédéterminé, le disque 92 fléchit pour amener la surface 98 en contact avec le siège annulaire 100. Ceci provoque la fermeture des canaux axiaux 62 à l'écoulement du fluide. Dans ces conditions, la température étant audessous du minimum prédéterminé et lors de l'application du vide de la source 36, le vide engendré provoque un écoulement d'air du casse-vide 12 vers la source 36. Etant donné que les canaux 62 sont fermés,l'air doit s'dcou- ler du canal 104 de sortie par l'ouverture axiale 94 et par le canal axial 72 vers la chambre 66. En raison de la pression différentielle agissant sur le disque 76, ce dernier est maintenu dans sa position d'application contre la bague-78 et la totalité de l'air doit s'écouler par l'entaille ou rainure 86 formée dans une face du disque 76. Ceci provoque un ralentissement de l'écoulement du fluide et donc un retard de l'intervention du cassevide 12. La dimension de l'entaille 86 détermine le débit d'écoulement et le degré du retard. Dans les mêmes conditions, la température étant inférieure au minimum prédéterminé, lorsque la source de vide 36 disparaît comme c'est le cas lors de l'arrêt d'un moteur à combustion interne, la pression atmosphérique est établie à la source 36, et la dépression existant dans le casse-vide 12 provoque l'application d'une pression différentielle ayant pour résultat l'ouverture du clapet 70 de temporisation en soulevant le disque 76 de son siège annulaire 78. Ceci permet un écoulement libre du fluide par le canal axial 72 et l'ouverture axiale 94 de l'élément bimétallique 92 du clapet sensible à la température. De cette manière, lorsque la température est supérieure au minimum prédéterminé, le casse-vide 12 est libre de fonctionner classiquement. Cependant, lorsque la température tombe au-dessous du niveau prédéterminé, l'écoulement du fluide dans un sens est freiné afin qu'un retard supplémentaire soit établi et que le casse-vide 12 intervienne plus lentement, ce qui a pour résultat de retarder davantage l'ouverture du volet 24 du starter comme cela est souhaitable lors d'un fonctionnement par temps froid. il convient de noter que la composition du disque bimétallique 92 peut varier pour que l'on obtienne des caractéristiques de fonctionnement ou des points de déclenchement différents, c'est-à-dire des températures prédéterminées auxquelles le disque 92 se déforme dans une direction de fermeture ou dans une direction d'ouverture. Dans une forme particulière de réalisation de l'invention dans laquelle la valve 10 de temporisation est utilisée avec un casse-vide 12, le disque 92 est déplacé dans le sens de la fermeture à environ -70C lorsque la température décroît et dans le sens de l'ouverture à environ 70C lorsque la température croit. En résumé, les caractéristiques de fonctionnement de la valve de temporisation sensible à la température sont telles que le fluide peut s'écouler librement de la droite vers la gauche, dans l'orientation de la figure 2, à toutes températures. De plus, le fluide peut s'écouler librement dans les deux sens lorsque les températures sont supérieures aux températures prédéterminées. Cependant, à des températures inférieures au point de déclenchement ou au niveau prédéterminé, l'écoulement du fluide de la gauche vers la droite est étranglé afin de retarder le déclenchement de mécanismes tels que le casse-vide 12. On dispose donc d'une valve de commande de fluide pour dispositifs actionnés par vide, valve dans laquelle un corps présente une entrée destinée à être reliée à une source de vide et une sortie destinée à être reliée à un dispositif à commander. Le corps contient un clapet de temporisation ainsi qu'un clapet sensible à la température, agencés de manière que, au-dessus d'une température prédéterminée, le fluide puisse s'écouler librement dans les deux sens à travers le corps mais que, au-dessous d'une température prédéterminée, l'écoulement du fluide soit ralenti dans un sens. Ceci permet la mise en place d'une telle valve en série avec des dispositifs à commander, afin de retarder l'intervention de ces dispositifs audessous d'une température prédéterminée. il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la valve décrite ét représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Valve de commande de fluide pour un dispositif actionné par vide, caractérisée en ce qu'elle comporte un corps (38) ayant une entrée (102) communiquant avec une source de vide (36) et une sortie (104) communiquant avec un dispositif à commander, des premier et second canaux communiquant entre l'entrée et la sortie, un clapet (70) de temporisation disposé dans le premier canal et permettant un écoulement libre du fluide de ladite source vers le dispositif, et ralentissant tout écoulement du dispositif vers la source, un clapet (90) sensible à la température logé dans le corps pouvant prendre une position d'ouverture à une température supérieure à un minimum prédéterminé, afin de permettre un écoulement du fluide par les premier et second canaux, et une position de fermeture à une température inférieure audit minimum prédéterminé, afin de fermer le second canal et d'obliger le fluide à s'écouler par le premier canal. 2. Valve de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet sensible à la température comprend un disque bimétallique (92) supporté, par rapport au corps, par des organes-elastiques placés à la périphérie de ce disque. 3. Valve de commande selon la revendication 2, caractérisée en ce que les organes élastiques sont formés d'une paire de bagues (96) disposées sur les faces opposées du disque bimétallique. 4. Valve de commande selon la revendication 2, caractérisée en ce que le disque bimétallique est concavoconvexe, sa surface concave (98) étant tournée vers un siège contre lequel le disque peut porter. 5. Valve de commande selon la revendication 4, caractérisée en ce que le siège est formé d'une bague (100) entourant le premier canal (72). 6. Valve de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que le clapet de temporisation comprend une bague (78) formant un siège, un disque (76) sollicité élastiquement afin de porter contre la bague, et un canal étranglé (86) formé entre le disque et la bague afin de limiter l'écoulement du fluide de l'entrée vers la sortie lorsque le disque est appliqué contre ladite bague. 7. Valve de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps comprend des premier et second éléments (40, 42) formant une cavité circulaire (64), le clapet sensible à la température comprenant un disque bimétallique (92) disposé dans cette cavité, deux bagues (96) placées sur les faces opposées du disque bimétallique et en contact avec ce dernier et avec les premier et second éléments du corps afin de suspendre élastiquement le disque pour permettre à une partie centrale de ce dernier de se déplacer afin d'entrer en contact avec un siège et de s'éloigner de ce siège. 8. Valve de commande selon la revendication 7, caractérisée en ce que le siège est formé d'une bague (100) disposée concentriquement auxdites deux bagues (96). 9. Valve de commande selon la revendication 8, caractérisée en ce que le clapet de temporisation comporte un siège formé d'une bague supplémentaire (78), concentrique aux autres bagues. 10. Valve de commande selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un filtre (54) est associé à chacun des premier et second canaux. 11. Valve de-commande selon la revendication 10, caractérisée en ce que le clapet sensible à la température comprend un disque bimétallique (92) et en ce que le clapet de temporisation comprend un obturateur en forme de disque (76) disposés concentriquement l'un à l'autre. 12. Système d'alimentation en carburant d'un moteur à combustion interne, caractérisé en ce qu'il comporte un canal (28) d'admission, un clapet (24) de starter logé dans ce canal, et un dispositif (12) sensible au vide, relié fonctionnellement au clapet du starter et destiné à déplacer le clapet d'une position de fermeture vers une position variable d'ouverture partielle, à une vitesse déterminée en fonction d'un vide régnant dans le collecteur d'admission du moteur après la mise en marche de ce dernier, une valve (10) de temporisation, sensible à la température, comprenant un corps (38) qui communique avec le dispositif sensible au vide et avec la source de vide (36), un clapet (70) de temporisation logé dans le corps et permettant un écoulement libre du fluide dans un premier sens, du collecteur vers le dispositif sensible au vide, et un écoulement réduit en sens opposé, un clapet (90) sensible à la température, logé dans le corps, entre le clapet de temporisation et le dispositif sensible au vide, afin de permettre un écoulement libre du fluide entre le dispositif sensible au vide et ladite source, à une température élevée, et de diriger l'écoulement à travers le clapet de temporisation, dans ledit sens opposé, au-dessous de ladite tempéra- ture élevée et prédétèrminée, afin que la vitesse contrôlée du mouvement du clapet du starter soit freinée au-dessous de ladite température prédéterminée.