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L'invention est relative à une soupape de commande sensible aux changements de température d'un fluide; et elle concerne, plus particuliè- rement, une soupape thermostatique servant à la commande de la circulation d'un fluide de refroidissement d'un moteur à combustion interne. L'inven- tion n'est toutefois pas limitée à cette application particulière étant don- né qu'elle peut également convenir à d'autres installations dans lesquelles circule un fluide.
Lorsqu'un moteur à combustion interne fonctionne d'une manière satisfaisante, un dispositif thermostatique, qui commande la circulation du fluide et qui est établi dans le circuit de refroidissement du moteur, rè- gle la température du moteur en faisant varier le débit du fluide dans le- dit circuit de refroidissement et, par conséquente la température du flui- de dans ce circuit. Le circuit de refroidissement du moteur est agencé de manière telle que, dans les conditions de fonctionnement normales, il main- tienne la température du moteur à une valeur prédéterminée. -
Lorsqu'un moteur à combustion interne fonctionne d'une façon dé- fectueuse, il en résulte fréquemment que le moteur commence à chauffer d'une manière excessive.
Lorsque ce chauffage anormal a lieu, le fluide qui circule dans le circuit de refroidissement atteint une température ex- cessive et une soupape de commande thermostatique, établie dans le circuit de refroidissement du moteur à combustion interne, est obligée de s'ouvrir au maximum afin que le fluide réfrigérant circule avec un débit le plus grand possible dans le circuit de refroidissement.
Lorsque cela se produit, il arrive souvent que le circuit de re- froidissement n'est pas à même d'assurer efficacement le refroidissement du moteur même si la plus grande quantité possible de fluide circule dans le circuit, Par conséquent, le fluide qui se trouve dans ce circuit subit lui-même un chauffage excessif et la soupape thermostatique, qui commande la circulation'du fluide, atteint une température très élevée. Il est fré- quant que la très forte température, qu'atteint la soupape thermostatique, soit la cause d'une détérioration de ce dispositif, ce qui empêche son fonc- tionnement correct. La soupape thermostatique peut être endommagée ou dé- tériorée au point d'être maintenue à sa position de fermeture même si la température du fluide réfrigérant atteint une valeur très élevée.
Lorsque se produit la fermeture de la soupape endommagée, la circulation du fluide réfrigérant, qui contribue dans une certaine mesure au refroidissement du moteur, se trouve complètement interrompue. Cela augmente davantage la tem- pérature du moteur 'et la gravité des avaries qu'il subit.
Il est donc évident que la soupare thermostatique idéale serait celle qui comporterait un dispositif "à panne inoffensive'?, c'est-à-dire une soupape munie de moyens assurant son maintien en position ouverte après qu'elle y a été mise par des températures très élevées produites à l'inté- rieur du circuit de refroidissement du moteur. Une soupape thermostatique de ce genre serait également avantageuse si elle restait automatiquement -ouverte en cas de détérioration. Lorsque le débit maximum de fluide réfri- gérant peut circuler dans le circuit de refroidissement, malgré que le moteur chauffe au delà des températures admissibles, on assure néanmoins le maximum de protection au moteur.
Un des buts de l'invention est, par conséquent, de réaliser une soupape sensible aux changements de température et commandant la circula- tion d'un fluide, cette soupape comportant des moyens grâce auxquels la sou- pape est maintenue dans sa position d'ouverture maximum dès que se produisent les conditions qui ont déterminé cette ouverture maximum de la soupape.
La mise hors service de la soupape de commande thermostatique res-
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te sans danger du fait qu'elle reste ouverte même si elle a été endommagée par l'effet de températures excessives.
La soupape de commande thermostatique est peu encombrante et compacte et sa durée d'usage est longue dans des conditions normales d'uti- lisation. De plus, elle comporte un nombre minimum d'organes et peut être assemblée et fabriquée à un prix relativement bas.
L'invention consiste, principalement, à faire comporter aux sou- papes de commande thermostatiques, du genre en question, un obturateur mo- bile qui peut venir s'appliquer sur un siège de soupape de manière à fer- mer le passage réservé à la circulation du fluide,, des moyens sensibles aux variations de température et fixés audit obturateur de manière à dépla- cer celui-ci en fonction de ces variations de température, et d'autres moyens, établis sur le passage de l'obturateur mobile et propres à verrouil- ler celui-ci dans une certaine position.
Les dessins ci-annexés montrent, à titre d'exemples, plusieurs modes de réalisation de l'invention.
- Les figures le 2, 3 et 4 montrent, respectivement en élévation, en coupe axiale suivant 2-2 figure 1, en plan et en vue par dessous, une soupape de commande thermostatique établie conformément à l'invention.
- La figure 5 montre, semblablement à la figure 2, la position des organes faisant partie de cette soupape lorsque celle-ci est soumise à un accroissement de température.
- La figure 6 montre, semblablement à la figure 5, la position des organes faisant partie de cette soupape lorsque celle-ci est soumise à une température suffisamment élevée pour que son dispositif de verrouilla- ge maintienne la soupape dans sa position d'ouverture.
- La figure 7 montre, en coupe partielle, la même soupape dont les organes occupent sensiblement la même position que sur la figure 6 mais après qu'elle a été soumise à une température très élevée et après qu'elle a ensuite été refroidie.
- La figure 8 montre, en plan, une variante préférée de la soupa- pe thermostatique établie selon l'invention.
- La figure 9 montre, en élévation (parties en coupe), le mode de réalisation préféré du dispositif de verrouillage, la soupape étant à sa position de fermeture.
- La figure 10 montre, semblablement à la figure 9, l'élément ob- turateur de la soupape à sa position d'ouverture.
@ La figure 11 montre, semblablement à la figure 10, l'élément obturateur de la soupape à sa position d'ouverture et après verrouillage.
- La figure 12 montre, en plan, une autre variante du dispositif de verrouillage de la soupape établie selon l' invention.
- La figure 13 montre, semblablement à la figure 12, la position des doigts de l'organe de verrouillage après que la soupape a été soumise à des températures anormalement élevées.
- La figure 14 montre une coupe suivant 14-14 figure 12.
- La figure 15 montre, en élévation (parties arrachées), une sou- pape établie selon l'invention avec une variante de l'organe de verrouillage de la soupape après que celle-ci a subi des températures anormalement éle- vées.
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- La figure 16 montre, en perspective, la variante de l'organe de verrouillage établi selon l'invention.
La soupape, établie selon l'invention, comprend un corps 10 muni d'une partie sensiblement cylindrique 11 entourée d'une bride périphérique
12 perpendiculaire à la partie cylindrique 11. Une nervure 13, formant le prolongement interne de la bride 12, se termine par un siège annulaire 14 traversé par un passage pour un fluide. Un pont 15, de forme curviligne, est fixé, par ses deux extrémités, à une face de la nervure interne 13. Le pont curviligne 15 se compose d'un élément allongé, à section en forme d'U dont les ailes sont désignées par 16. Sensiblement au centre du pont 15 se visse une tige 17 comportant une partie filetée 18.
Sur l'autre face de la nervure 13, deux bras 19, à peu près paral- lèles à la partie cylindrique 11, sont fixés par une extrémité à la nervu- re 13, l'autre extrémité de ces bras 19 supportant un guide annulaire 20 solidaire de ces bras.
Un obturateur mobile 26 est sollicité vers le siège 14 par un ressort hélicoïdal 28 dont une extrémité entoure le guide annulaire 20 et vient buter contre les bras 19. L'autre extrémité du ressort 28 porte con- tre l'obturateur 26 du dispositif.
Un boîtier 30 ou analogue est fixé à l'obturateur 26 auquel il est sensiblement concentrique. Ce boîtier comporte une paroi supérieure de fermeture 31.
Le boîtier 30 est pourvu d'une ouverture, pratiquée au centre de la paroi supérieure de fermeture 31, à travers laquelle la tige 17 peut coulisser pour pénétrer dans le boîtier 30. Un corps 34, en une matière élastique, est logé dans le boîtier 30 et comporte un rebord supérieur 36 qui s'applique contre la paroi supérieure de fermeture 31. L'extrémité in- férieure du corps élastique 34 bute contre une paroi extrême 37 du boîtier 30 qui est opposée.à la paroi supérieure 31. La tige 17 est logée dans un trou borgne allongé 38 formé dans le corps élastique 34. Le trou allongé 38 traverse ainsi une partie de la hauteur du corps élastique 34.
Dans ce boîtier 30 est également logée une substance 40 dilatable et contractile, à coefficient de dilatation très élevé, placée entre les parois latérales du boîtier 30 et le corps élastique 34.
Pendant la marche dans des conditions normales, l'obturateur mo- bile est continuellement sollicité par la substance dilatable 40 vers une position telle, par rapport au siège 14, que la circulation de fluide dans le circuit de refroidissement du moteur soit correctement réglée. Ainsi, la température du fluide réfrigérant que contient le circuit de refroidis- sement est convenablement contrôlée. Le volume de la substance dilatable 40 à l'intérieur du boîtier 30, par rapport à la capacité volumétrique de ce boîtier, est réglé de telle sorte que l'obturateur mobile 26 de la sou- pape commence à s'ouvrir à une température déterminée. Cette température s'appelle "température d'ouverture du dispositif de commande thermostatique du fluide".
Lorsque ce dispositif de commande thermostatique est soumis à des températures atteignant ou dépassant cette valeur, la substance dilatable et contractile 40 se dilate. La dilatation de cette substance dilatable 40 a pour effet d'exercer une pression élevée sur le corps élastique 34, si bien que la tige 17 subit une pression considérable de la part du corps élastique 34. La pression que produit sur la tige 17 la dilatation de la substance dilatable 40 a tendance à fermer le trou 38 dans le corps élasti- que 34, ce qui sollicite la tige 17 à se déplacer par rapport au boîtier
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30. Du fait que la tige 17 est solidement fixée par sa partie filetée 18 au pont curviligne 15, la tige 17 ne peut se mouvoir. Cependant, le boîtier 30 n'est fixé qu'à ]:'obturateur mobile 26.
Par conséquent, lorsque se pro- duit la dilatation de la substance dilatable et contractile 40, le bottier 30 se déplace de haut en bas, en regardant les figures, en entraînant avec lui l'obturateur mobile 26 qui lui est solidaire. Pendant le fonctionnenment normal, la plus grande amplitude de déplacement de l'obturateur mobile 26 est sensiblement celle qui lui permet d'atteindre la position montrée sur la figure 5. Le déplacement du bottier 30 est guidé par les deux guides annulaires 20. L'actionnemeht de l'obturateur mobile 26 peut s'effectuer par tout moyen approprié. Dans le cas considéré, cet obturateur est action- né par la substance dilatable et contractile 40 que contient le boîtier 30, laquelle agit sur la tige 17.
Le fonctionnement de l'obturateur mobile 26 de la soupape peut également être assuré par une capsule manométrique ou par tout autre dispositif approprié.
Un organe élastique de verrouillage 50, constitué par un fil mé- tallique unique, comporte deux extrémités 52 insérées dans deux ouvertures ménagées dans l'un des bras 19 à proximité de la nervure 13. Les deux ex- trémités 52 de l'organe élastique de verrouillage 50 butent contre la partie cylindrique 11, ce qui donne aux autres parties du ressort 50 une allure montrée sur la figure 2. Un crochet ou épaulement 54 du ressort de verrouil- lage 50 est formé à proximité d'une partie incurvée 53 et peut recevoir et retenir l'obturateur mobile 26 lorsque celui-ci effectue un mouvement attei- gnant l'amplitude maximum.
Ce mouvement d'amplitude maximum de l'obturateur mobile 26 est dû, bien entendu, à l'influence qu'exercent des températures excessives, dépassant très sensiblement la normale, sur la soupape thermostatique. Lors- que la température du dispositif thermostatique augmente au point de dé- passer sensiblement la valeur normale de fonctionnement du moteur, la sub- stance dilatable et contractile 40, que contient le bottier 30, continue à écarter lrobturateur mobile 26 du siège 14.
Lorsque l'obturateur mobile 26 se déplace normalement vers sa po- sition d'ouverture, il peut entrer en contact avec l'organe élastique de verrouillage 50 (figure 5). Cependant, lorsque se produisent un fonction- nement anormal du moteur et un chauffage excessif du fluide, l'obturateur mobile 26 s'ouvre fortement et s'éloigne du siège 14 à un tel point que l'obturateur mobile 26 dépasse la partie curviligne 53 et se trouve retenu par l'épaulement 54 du ressort 50 (figure 6). Ce fonctionnement anormal du moteur indique généralement la présence de sérieux troubles dans le mo- teur.
Ces températures anormales peuvent augmenter au point de détério- rer la soupape thermostatique et l'obturateur mobile 26 peut être sollici- té vers sa position de fermeture par le ressort 26 même si la température est excessivement élevée. Par conséquent, afin d'assurer le maximum de pro- tection au moteur, l'organe élastique 50 verrouille l'obturateur mobile 26 à sa position d'ouverture, ce qui permet la circulation, avec le plus grand débit possible, de fluide réfrigérant à travers le passage délimité par le siège de soupape 14.
Lorsque ces températures excessives se produisent à l'intérieur d'un circuit de refroidissement au point qu'une soupape thermostatique, établie conformément à l'invention, reste -ouverte (figure 6), il est géné- ralement indispensable d'effectuer des réparations dans le moteur. La per- sonne à qui le moteur est confié, ou le mécanicien, doit s'enquérir de l'état ôù se trouve la soupape thermostatique en rétablit l'obturateur mo- bile 26 à sa position normale en écartant cet obturateur 26 de l'épaulement
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54 du ressort 50, à condition toutefois que laseupape thermostatique ne soit pas endommagée. Le préposé ou le mécanicien peut procéder à l'examen et au déplacement de la soupape en ouvrant le circuit de refroidissement pour rendre cette soupape accessible.
Si l'obturateur mobile 26 n'est pas rétabli dans sa position normale de fonctionnement et si le moteur tourne ensuite d'une façon satisfaisante, l'obturateur mobile 26, en étant ver- rouillé à sa position d'ouverture,permet la circulation du fluide réfrigé- rant avec un débit maximum, ce qui empêche le moteur de fonctionner à la température correcte.
Ce fonctionnement du moteur à basse température in- dique à 1;utilisation qu'il s'est produit quelque chose de suffisamment anor- mal dans le fonctionnement du moteur pour justifier l'examen du moteur et de la soupape theimostatique. L'obturateur mobile 26 est retenu dans une position de grande ouverture (figure 7) et la substance dilatable et con- tractile 40, en étant refroidie, diminue la pression qu'exerçait auparavant le corps élastique 34, si bien que le trou allongé 38, formé à l'intérieur du corps élastique 34, se trouve partiellement inoccupé (figure 7).
Si l'utilisateur ne s'est pas apercu de la température excessive atteinte par le moteur, la marche anormalement "froide" du moteur l'amène par la suite à vérifier la soupape thermostatique et le moteur afin de dé- celer la cause de cette anomalie. Par conséquent, il est évident que la soupape de commande thermostatique du fluide, établie selon l'invention, continue à fonctionner d'une manière certaine malgré la panne et contribue à protéger le moteur même si la soupape thermostatique a été endommagée par un défaut survenu dans l'état du moteur.
Les figures 8, 9, 10 et 11 montrent une variante préférée pour la réalisation de la soupape thermostatique en question.
Le ressort de verrouillage, utilisé pour cette variante préférée, est sensiblement identique au ressort de verrouillage du mode de réalisation décrit plus haut. La variante comporte deux bras 60, 62, analogues aux bras 19 dont question plus haut. Le bras 60 est muni de deux encoches 64 établies à proximité du guide annulaire 20. Ces encoches 64 retiennent et guident le déplacement d'une partie inférieure 65 d'un ressort de verrouillage 66 analogue au ressort de verrouillage 50 décrit ci-dessus, Ce ressort de verrouillage 66 comporte un épaulement de retenue 67 semblable à l'épaule- ment 54 du ressort 50.
Ainsi, lorsque le ressort de verrouillage 66 est sollicité par l'obturateur mobile 26 (figure 10), la partie du ressort 66 qui est voisi- ne de la nervure 13 subit une flexion. La partie inférieure 65 du ressort 66 ne s'éloigne pas du boitier 30 comme le fait la partie inférieure du ressort 50, mais la partie inférieure 65 du ressort 66 se déplace dans une direction parallèle à l'axe longitudinal du boîtier 30 (figure 10). Par conséquent, lorsque l'obturateur mobile 26 se déplace jusqu'à être retenu par l'épaulement 67 du ressort de verrouillage 66, l'obturateur mobile 26 se trouve maintenu d'une manière ferme et rigide à sa position d'ouverture.
Comme on a déjà dit au sujet du premier mode de réalisation, le déplacement maximum de l'obturateur mobile 26, c'est-à-dire jusqu'au point où il est retenu par l'épaulement 67 du ressort de verrouillage 66, ne se produit qu'en cas de conditions de marche .vraiment anormales. D'ordinai- re, l'obturateur mobile, pendant le fonctionnement normal du dispositif ther- mostatique, se déplace entre sa position de fermeture et celle dans laquel- le il entre légèrement en contact avec le ressort 66. Il est bien entendu que le ressort de verrouillage, qui retient l'obturateur mobile 26 dans sa position d'ouverture, ne doit pas nécessairement avoir la forme exacte qu'in- diquent les figures, attendu que tout autre organe élastique de profil ap- proprié peut être utilisé.
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La variante montrée sur les figures 12 à 16, concerne un moyen de verrouillage comportant un ressort ou organe élastique équivalent en forme de fer à cheval ou en ? (figure 16), 'Un organe de verrouillage 70 en forme de fer à cheval est pourvu d'une base 72 pouvant être fixée à l'un des bras 19 voisine, de la partie cylindrique 11 du dispositif. Chacun des bras 19 est muni d'une paire de pattes 74 qui contribuent à maintenir la base 72 de l'organe de verrouillage 70 dans sa position correcte, L'organe de ver- rouillage 70 peut être monté sur l'un ou l'autre des bras 19,entre lé bras 19 et la partie cylindrique 11..Par conséquent, ainsi qu'il ressort claire- ment du dessin, l'organe 70 est logé dans le corps 10 de la soupape contre la partie cylindrique 11 de la nervure 13.
L'organe de verrouillage 70 est muni de deux doigts 76 qui peuvent se déplacer élastiquement par rapport à la base 72. A l'extrémité de chacun des doigts 76 se trouve un mentonnet 77 sensiblement perpendiculaire à l'extrémité correspondante'du doigt.
Après avoir fixé la base 72 de l'organe de verrouillage 70 contre la partie plane de la nervure 13 en le maintenant dans cette position à'l'ai- de des pattes 74, les doigts 76 de l'organe de verrouillage 70 sont écartésé- lastiquement -et vers l'extérieur à proximité de la nervure 13 (figures 12 et 14). Après que les doigts 76 ont été forcés et maintenus en position de montage, on fixe une petite quantité de soudure 78 ou de toute autre matière fusible appropriée sur la nervure 13 ainsi que sur chacun des mentonnets 77 du ressort 70. Chaque partie de soudure 78 sert à fixer l'un des doigts 76 à la nervure 13 (figure 13).
Ainsi, les doigts 76 sont maintenus en place à proximité de la nervure 13 du. corps 10 et ils sont sellicités élastique- ment vers une position dans laquelle ils se trouvent à un certain écartement par rapport au trajet qu'effectue l'obturateur mobile 26 de la soupape lors- qu'il est soumis aux changements de température.
Si la soupape subit l'influence de températures anormalement éle- vées, l'obturateur mobile 26 se déplace jusqu'à une position d'ouverture par suite de la dilatation de la substance dilatable et contractile 40 contenue dans le boîtier 30. Ces températures anormales peuvent atteindre des va- leurs telles que la soupape finit par être détériorée. Si cette éventuali- té se produit, l'organe élastique 28 peut exercer une pression suffisante pour contraindre l'obturateur mobile à reprendre sa position de fermeture, même si cet obturateur devait rester ouvert pour permettre la circulation du fluide réfrigérant avec un débit maximum.
Lorsque la soupape est soumise à une température anormale, ayant une valeur déterminée, la soudure 78 fond, ce qui permet aux doigts élas- tiques 76 de se détendre élastiquement vers l'intérieur (figure 13). Les mentonnets 77 du ressort 70 se trouvent dès lors engagés sur le passage de l'obturateur mobile 26, c'est-à-dire entre ce dernier et le siège 14 (figures 13 et 15). -Par conséquent, l'obturateur mobile 26 ne peut plus reculer jusqu'à venir prendre appui sur son siège 14 et reste dans une po- sition d'ouverture.
Il s'ensuit que le fluide peut circuler librement à travers la lumière formée au centre du siège 14, et même si la soupape était sérieusement endommagée par la température excessive qu'elle subit, le fluide qui se trouve dans le circuit de circulation pourrait s'écouler librement et exercer un certain effet réfrigérateur sur le moteur.
L'organe de verrouillage 70 peut être ré-enclenché en dégageant la soupape hors du circuit de circulation du fluide. Si l'on constate que la soupape n'est nullement endommagée par les températures excessives qu'el- le a subi, les doigts 76 peuvent être écartés à nouveau et maintenus dans cette position au voisinage de la partie cylindrique 11 en soudant les doigts 76 à la nervure 13.
Il est bien entendu que les doigts 76 peuvent être maintenus dans
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leur position de contrainte élastique en plaçant de la soudure aux extré- mités des mentonnets 77, comme montré sur le dessin, à moins que la soudure
78 ne soit placée entre la partie cylindrique 11 et les doigts 76, ce qui retient les doigts 76 contre la partie cylindrique 11 plutôt que contre la nervure 13. Il est également entendu que les doigts 76 peuvent être rete- nus à leur position de contrainte élastique par tout autre moyen thermosta- tique autre qu'une substance fusible comme la soudure susdite.
Par exem-p ple, un dispositif thermostatique approprié pourrait être utilisé pour maintenir les doigts 76 dans leur position de contrainte élastique et pour les libérer lorsque la soupape est soumise à une température anormale ayant une valeur prédéterminée.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite aucunement à celui de ses modes d'appli- cation non plus qu'à ceux des modes de réalisations de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagée ; elle en embrasse,au contraire, toutes les variantes.
REVENDICATIONS.
1. - Soupape de commande thermostatique pour la circulation d'un fluide, caractérisée en ce qu'elle comporte un obturateur mobile qui peut venir s'appliquer sur un siège de soupape de manière à fermer le passage réservé à la circulation du fluide, des moyens sensibles aux variations de température et fixés audit obturateur mobile de manière à déplacer celui-ci en fonction de ces variations de température, et d'autres moyens, établis sur le passage de l'obturateur mobile et propres à verrouiller celui-ci dans une certaine position.