Brevet FR2623566A1 — publié le 19890526

La présente invention concerne un disposi- tif pneumatique d'actionnement pour commander le déplacement d'un élément mobile dans une direction axiale prédéterminee, en particulier le déplacement d'une tige de commande de papillon d'un carburateur pendant un démarrage à froid d'un moteur. Dans la première moitié de la phase de démarrage à froid, le papillon doit être ouvert suffi- samment largement pour atteindre une vitesse de moteur suffisamment élevée pour réduire au minimum la forma- tion de gaz d'échappement imbrûlés, alors que, dans la seconde moitié, au moment o le moteur atteint une température de marche normale, l'ouverture du papillon doit être réduite pratiquement à celle de la vitesse de ralenti. La fermeture du papillon de la première à la seconde position précitées est usuellement commandée au moyen d'un dispositif pneumatique d'actionnement sollicité par une source de dépression appropriée, en particulier la dépression régnant à l'intérieur du collecteur d'admission du moteur. Un déplacement du dispositif d'actionnement depuis la position d'ouverture maximale jusqu'à la position d'ouverture minimale du papillon est commandé au moyen de valves afin de permettre à des chambres du dispositif d'actionnement de communiquer avec ladite source de dépression. Lesdites valves sont commandées soit électriquement soit au moyen d'une capsule de cire, qui agit également comme un capteur pour détecter la température du moteur. L'objet de la présente invention est de créer un dispositif pneumatique d'actionnement pour commander la fermeture d'un papillon depuis ladite première posi- tion jusque dans ladite seconde position, ledit dispo- sitif d'actionnement ayant un haut rendement, étant d'une conception simple et pouvant être installé dans un circuit pneumatique comportant un petit nombre de composants. Avec cet objectif en vue, conformément à la présente invention, il est créé un dispositif pneuma- tique d'actionnement pour commander le déplacement d'un élément mobile dans une direction axiale prédé- terminée, en particulier une tige de commande de papillon d'un carburateur, ledit dispositif d'action- nement étant sollicité par une dépression produite par une source appropriée, en particulier la dépres- sion régnant dans le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne, et étant caractérisé par le fait qu'il comprend: - un corps dans lequel est formée une première chambre communiquant avec ladite source, et dont une paroi est définie par une première membrane déformable se déplaçant sensiblement dans ladite direction axiale entre une première position limite, dans laquelle un organe solidaire de ladite membrane entre en contact avec une première butée réglable dans ladite direction, et une seconde position limite dans laquelle ladite membrane entre en contact avec une première surface de butée sur ledit corps; - une seconde chambre communiquant avec ladite source, et dont une première paroi est formée par ladite première membrane tandis qu'une seconde paroi est formée par une seconde membrane déformable solidaire dudit élément mobile; ladite seconde membrane défor- mable se déplaçant sensiblement dans ladite direction axiale entre une première position limite, dans laquelle elle entre en contact avec une seconde butée formée sur ledit organe, et une seconde position limite dans laquelle elle entre en contact avec une seconde butée dudit corps - une soupape marche/arrêt formée dans ledit organe et conçue de façon à établir une communication entre ladite première et ladite seconde chambre quand une dépression est établie dans ladite première chambre, et à empêcher une communication entre les deux chambres précitées quand une dépression est formée dans ladite seconde chambre; - de telle sorte que, quand ladite dépression est établie dans ladite première chambre, ladite première membrane se déplace jusque dans ladite première posi- tion limite en entrant en contact avec ladite première butée tandis que ladite seconde membrane se déplace jusque dans ladite première position limi- te en entrant en contact avec ladite seconde butée alors que, quand ladite dépression est établie dans ladite seconde chambre, ladite première membrane se déplace jusque dans ladite seconde position limite en entrant en contact avec ladite première surface de butée tandis que ladite seconde membrane se dépla- ce jusque dans ladite première position limite en entrant en contact avec ladite seconde butée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente une vue latérale schématique d'une partie du circuit pneumatique intervenant dans le dispositif d'actionnement conforme à la présente invention, et une transmission pour commander un papillon d'un carbutateur; la figure 2 représente en vue en coupe longitudinale le dispositif d'actionnement conforme à la présente invention, avant son installation dans ledit circuit pneumatique; les figures 3 et 4 sont des vues en coupe du dispositif d'actionnement de la figure 2, dans deux positions de fonctionnement différentes. Le dispositif d'actionnement conforme à la présente invention ( désigné par 1 sur la figure 1) convient en particulier pour être monté dans un circuit tel que celui représenté sur la figure 1, ledit circuit comprenant dans l'essentiel deux tubes 2 et 3 qui sont reliés à une source de dépression ( non représentée), constituée avantageusement par le collecteur d'admission d'un moteur à combustion interne. Le tube 2 est pourvu d'une soupape marche/ arrêt 4 pour fermer le tube 2 ( avantageusement du type comprenant une capsule de cire) et montée dans le circuit d'eau de refroidissement du moteur, dont la figure 1 représente deux sections de conduits 5. Quand la température de l'eau à l'intérieur des conduits 5 est basse, c'est-à-dire égale à la tempéra- ture ambiante, la capsule de cire est activée de façon à ouvrir la soupape 4 alors que, quand l'eau se trouvant à l'intérieur des tubes 5 atteint une tempé- ture prédéterminée, la capsule est activée de façon à fermer la soupape. Le tube 3 est pourvu d'une autre soupape marche/arrêt 6, actionnée par exemple électriquement et installée de façon appropriée, comme expliqué en détail dans la suite, dans le circuit de commande de ventilateur du moteur. Le dispositif d'actionnement 1 commande le déplacement d'un élément mobile 7 dans une direction axiale prédéterminée, ledit élément mobile se composant avantageusement d'une tige reliée par une extrémité avec un bras culbuteur 8 commandant un papil- lon 10 du carburateur par l'intermédiaire d'un autre bras culbuteur 9. Les extrémités de la tige 7 et du bras culbuteur 8 sont reliées de façon appropriée par introduction de l'extrémité de la tige 7 dans une fente ménagée dans une patte 14 du bras culbuteur 8, la position axiale de la tige 7 par rapport à la patte 14 étant réglée au moyen d'un ressort 15 agissant sur la patte 14 et au moyen d'un écrou 16 qui est vissé sur l'extrémité filetée de la tige 7. Le dispositif d'actionnement conforme à la présente invention comprend dans l'essentiel un corps 17 se composant avantageusement d'un disque central 18 et de deux organes 19 et 20 en forme de coupelle qui sont reliés au disque 18 comme le montre la figure 2. A l'intérieur du corps 17 est formée une première chambre 21 communiquant avec la source de dépression par l'intermédiaire du tube 2 ( figure 1) et dont une première paroi se compose d'une première membrane déformable 22 se déplaçant sensiblement dans la direc- tion axiale de la tige 7 entre une première position limite ( figures 2 et 3) dans laquelle un organe associé 23 entre en contact avec une première butée 24 ( réglable axialement) et une seconde position limite ( figure 4) dans laquelle ladite membrane 22 entre en contact avec une surface de butée 25. Le dispositif d'actionnement 1 comprend également une seconde chambre 27 communiquant avec la source de dépression par l'intermédiaire du tube 3, et dont une première paroi se compose de la membrane 22 tandis qu'une seconde paroi se compose d'une autre membrane déformable 28 solidaire de la tige 7. Cette seconde membrane déformable est conçue de façon à se déplacer axialement entre une première position limite ( figures 3 et 4) dans laquelle elle entre en contact avec une seconde butée 29 formée sur ledit organe 23 solidaire de la membrane 22 et une seconde position limite ( figure 2) dans laquelle elle entre en contact avec une autre surface de butée 30 du corps 17. Le dispositif d'actionnement 1 comprend également une soupape marche/arrêt 31 conçue pour établir une communication, comme décrit dans la suite, entre lesdites première et seconde chambres 21 et 27 quand une dépression est créée dans la chambre 21 et pour empêcher une communication entre les chambres précitées quand une dépression est formée dans ladite seconde chambre 27. L'organe 23, à l'intérieur duquel est formée la soupape 31 et qui définit également ladite seconde butée 29, comprend dans l'essentiel un manchon 32 monté à l'intérieur d'un trou central de la membrane 22 au moyen d'une série de plaques 33. A l'intérieur de ce manchon 32, il est prévu un trou axial 34, dont les parties extrêmes 35 et 36 ont des diamètres respectivement plus petit et plus grand que celui de la partie centrale. Ladite partie centrale contient un piston 37 se déplaçant axialement, pourvu d'une série de rainures axiales 38 et dont une partie extrême 41 2u de petit diamètre,formant une surface annulaire active 42, est conçue pour s'appliquer contre un siège annu- laire correspondant 43 formé sur le manchon 32. Comme le montrent les dessins ci-joints, la partie extrême 41 du piston 37 est engagée dans la partie extrême 35 du trou 34 tandis que la partie extrême 36 du trou 34 est fermée par un disque 44 agencé de manière à reposer contre la butée 24. Entre le disque 44 et le piston 37, il est prévu dans le piston 37 un trou axial qui reçoit un ressort hélicoïdal 45 servant à amener la surface active 42 du piston 37 en contact avec le siège 43, une bague d'étanchéité 46 étant avantageusement disposée entre les deux parties préci- tées. Dans le disque 44 et la paroi extrême du manchon 32 sont formés des trous respectifs 47 et 48 créant un passage d'air, commandé par la soupape 31, entre les chambres 21 et 27. Un ressort hélicoidal 49 est disposé entre l'épaulement 50 du manchon 32 et la membrane 28, qui est fixée de façon appropriée sur la tige 7 au moyen d'une série de disques 51. La chambre 27 communique avec l'extérieur par l'intermédiaire d'un trou 52 formé dans une douille calibrée prévue dans un siège du disque 18. Le dispositif d'actionnement 1 fonctionne comme décrit dans la suite. Lors du démarrage à froid du moteur, l'ouverture du papillon 10 ( comme indiqué par al sur la figure 1) doit être suffisamment grande pour obtenir une vitesse de moteur supérieure à la vitesse de ralenti à la température de marche normale et de manière à empêcher la formation de gaz imbrûlés. Quand le moteur a démarré, la valve 4 est ouverte et la valve 6 est fermée, du fait de la basse température de l'eau dans les tubes 5. Ainsi la dépression régnant dans le collecteur d'admission du moteur est transmise à la chambre 21, en ouvrant par conséquent la soupape 31 entre les chambres 21 et 27. Ainsi la dépression régnant dans la chambre 21 fait déplacer le piston 37 vers la gauche, sur la figure 3, en opposition à la force du ressort hélicoidal 45, de manière à écarter la surface active 42 du piston 37 du siège annulaire 43 et à transmettre ainsi la dépression par l'intermé- diaire du passage formé par les trous 47, 34, 35 et 48. Une dépression régnant dans les deux chambres 21 et 27 place les membranes 22 et 28 dans les positions indi- quées sur la figure 3, o la membrane 22 entre en contact avec la butée 24 tandis que la membrane 28 entre en contact avec la butée 29 formée dans l'organe 23 solidaire de la membrane 22. Comme le montre la figure 3, une telle position permet d'obtenir une course C1 suffisante pour ouvrir le papillon 10 de la valeur al par l'intermédiaire de la transmission se composant de la tige 7 et des bras culbuteurs 8 et 9. Quand l'eau se trouvant dans les tubes 5 atteint une température suffisamment haute, la capsule de cire ferme la valve 4 et, en même temps; un signal est produit pour ouvrir l'électrovalve 6, en produisant ainsi une dépression à l'intérieur de la chambre 27 par l'intermédiaire du tube 3 et en supprimant la dépression à l'intérieur de la chambre 21. La soupape marche/arrêt 31 se déplace en conséquence dans la position de fermeture représentée sur la figure 4, o la surface active 42 du piston 37 entre en contact avec le siège annulaire 43. La dépression agissant maintenant uniquement à l'intérieur de la chambre 27 déplace la membrane 22 vers la droite, sur la figure 4, jusque contre la surface de butée 25, en déplaçant par conséquent l'organe 23, solidaire de la membrane 22, jusque dans une position différente de celle de la figure 3, o la butée 29 prévue sur l'organe 23 est déplacée vers la droite. Sous l'effet de la dépression régnant dans la chambre 27, la membrane 28 est maintenue en contact avec la butée 29, comme le montre la figure 4. La tige 7 est par conséquent déplacée d'une distance totale C2, qui est plus petite que la distance C1 de la figure 3 et qui correspond à une ouverture a2 du papillon 10 qui est plus petite que l'ouverture précédente al. Le trou 52 permettant une communication de la chambre 27 avec l'extérieur assure un déplacement graduel des membranes comme décrit ci-dessus et egale- ment un rétablissement de la pression atmosphérique à l'intérieur de la chambre 27 quand le dispositif d'actionnement est au repos. Le dispositif d'actionne- ment conforme à la présente invention assure par consé- quent une commande efficace du papillon 10 en établis- sant deux positions d'ouverture al et a2 en fonction de la condition du moteur lors de son démarrage à froid. D'une conception extrêmement simple, le dispo- sitif d'actionnement conforme à la présente invention permet d'obtenir également une grande efficacité et, sous l'effet de la soupape 31 formant une partie de ce dispositif d'actionnement, il est possible de simplifier considérablement le circuit pneumatique dans lequel ce dispositif est installé. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisations sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif pneumatique d'actionnement pour commander le déplacement d'un élément mobile (7) dans une direction axiale prédéterminée, en particulier une tige de commande d'un papillon (10) d'un carbura- teur; ledit dispositif d'actionnement étant sollicite par une dépression produite par une source appropriée, en particulier la dépression régnant dans le collec- teur d'admission d'un moteur à combustion interne, et étant caractérisé par le fait qu'il comprend: - un corps (17) dans lequel est formée une première chambre (21) communiquant avec ladite source, et dont une paroi est définie par une première membrane deformable (22) se déplaçant sensiblement dans ladite direction axiale entre une première position limite, dans laquelle un organe (23) solidaire de ladite membrane entre en contact avec une première butée (24) réglable dans ladite direction, et une seconde position limite dans laquelle ladite membrane entre en contact avec une première surface de butée (25) sur ledit corps; - une seconde chambre (27) communiquant avec ladite source, et dont une première paroi est formée par ladite première membrane (22) tandis qu'une seconde paroi est formée par une seconde membrane déformable (28) solidaire dudit élément mobile (7); ladite seconde membrane déformable se déplaçant sensible- ment dans ladite direction axiale entre une première position limite, dans laquelle elle entre en contact avec une seconde butée (29) formée sur ledit organe (23), et une seconde position limite dans laquelle elle entre en contact avec une seconde surface de butée (30) dudit corps; - une soupape marche/arrêt (31) formée dans ledit organe (23) et conçue de façon à établir une commu- 2623S66 l1 nication entre ladite première (21) et ladite seconde (27) chambre quand une dépression est éta- blie dans ladite première chambre (21), et à empê- cher une communication entre les deux chambres précitées (21, 2/) quand une dépression est formée dans ladite seconde chambre (27); - de telle sorte que, quand ladite dépression est établie dans ladite première chambre (21), ladite première membrane (22) se déplace jusque dans ladite première position limite en entrant en contact avec ladite première butée (24) tandis que ladite seconde membrane (28) se déplace jusque dans ladite première position limite en entrant en contact avec ladite seconde butée (29); alors que, quand ladite dépression est établie dans ladite seconde chambre (27), ladite première membrane (22) se déplace jusque dans ladite seconde position limite en entrant en contact avec ladite première surface de butée (25) tandis que ladite seconde membrane (28) se déplace jusque dans ladite première position limite en entrant en contact avec ladite seconde butée (29). 2. Dispositif d'actionnement selon la reven- dication 1, caractérisé par le fait qu'il est prévu, entre les deux membranes précitées (22, 28), un ressort (49) conçu pour retenir normalement ladite première membrane dans ladite position limite de contact avec ladite première butée (24), et ladite seconde membrane (28) dans ladite seconde position limite de contact avec ladite seconde surface de butée (30). 3. Dispositif d'actionnement selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que ledit organe (23) solidaire de ladite première membrane (22) comprend un manchon (32) monté dans un trou central de ladite première membrane (22) et dont l'extrémité dirigée vers ladite seconde membrane (28) constitue ladite seconde butée (29); un passage d'air (44, 34, 35, 48) étant formé à l'intérieur dudit manchon et étant commandé par un élément marche/ arrêt mobile (37). 4. Dispositif d'actionnement selon la revendi- cation 3, caractérisé par le fait que ledit élément marche/arrêt (37) comprend un piston coulissant à l'intérieur d'un trou axial (34) dudit manchon et comportant des rainures axiales (38) ainsi qu'une surface active (42) conçue pour coopérer avec un siège (43) formé le long dudit passage; ledit piston (37) se déplaçant entre une position d'ouverture dans laquelle ladite surface active (42) est écartée dudit siège (43) et une position de fermeture dans laquelle ladite surface active (42) entre en contact avec ledit siège (43) pour fermer ledit passage. 5. Dispositif d'actionnement selon une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que ledit trou axial (34) ménagé dans ledit manchon communique avec le second trou (48) formé par la paroi extrême dudit manchon ainsi qu'avec un troisième trou (47) formé dans un disque (44) logé dans un siège prévu dans ledit manchon; ledit disque étant conçu pour entrer en contact avec ladite première butée (24) et ledit piston comportant un trou axial recevant un ressort (45) entre ledit piston et ledit disque (44). 6. Dispositif d'actionnement selon une quelcon- que des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que ledit manchon (32) comporte un épaulement pour ledit ressort (49), qui est placé entre ladite première membrane (22) et ladite seconde membrane (28). 7. Dispositif d'actionnement selon une quelcon- que des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que ladite seconde chambre (27) communique avec l'extérieur par l'intermédiaire d'un trou (52) d'une dimension prédéterminée. 8. Dispositif d'actionnement selon une quelcon- que des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que ladite première membrane (22) est fixée sur ledit manchon (X2) et ladite seconde membrane (28) est fixée sur ledit élément mobile (7) avec interposition de plaques (33, 51).