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Zêa !J1."éee..t;.e ia toa ,t, ezm '%<t p1&'teur. de température et plus particulièrezent les dispositifs thermostatiques de commande destinés principalement à être utilisée dans les installations de refroidissement des mo- tours à combustion interne.
Il est déja d'un usage courant d'utiliser, dans les systèmes de refroidissement des moteurs d'automobiles, des valves thermostatiques pour ouvrir un canal en vue de faire passer à travers un radiateur, un liquide de refroi- dissement circulant sous l'action d'une pompe, quand ce
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liquide a atteint une température élevée prédéterminée.
Dans le passé, le radiateur associé au système de refroi- dissement sur les-automobiles et les camions avait des dimensions relativement grandes, de manière à offrir au liquide de refroidissement une grande surface de rayonne- ment.
Cependant, depuis quelques années, la tendance des constructeurs d'automobiles est de diminuer les dimen- nions du radiateur et d'augmenter la puissance fournie par le moteur, d'où il résulte le besoin d'une circulation plus active du liquide refroidisseur. Avec la capacité de refroidissement légèrement diminuée des radiateurs actuels et l'augmentation de la chaleur engendrée par un moteur plus gros et plus puissant, il a été nécessaire d'instailer dans le système de refroidissement une pompe à eau plus puissante capable de réaliser une circulation plus rapide de l'eau, dans le but de compenser la plus faible capacité de refroidissement du radiateur.
Cet emploi de pompes plus puissantes a diminué l'efficacité du thermostat sur les moteurs modernes à combustion interne, puisque l'augmenta- tion de la pression dans le système de refroidissement exerce un effet marqué sur l'efficacité et la.durée de service du thermostat.
Juqu'à présent, les thermostats de ce type général utilisaient une valve et un soufflet chargé d'actionner la valve; le soufflet était rempli d'un fluide thermosensible approprie; ce fluide, quand il était chauffé jusqu'à une température prédéterminée, dilatait le soufflet et on dis- posait ainsi d'une force appropriée pour ouvrir la valve
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et ?er...;.tLre au liquide de refroidiasemsnt de s'écouler à travers le radiateur
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On a constaté par l'expérience que l'emploi d'un soufflât de commando présentait de nombreux inconvénients pour les moteurs modernes d'automobiles.
Ces soufflets sont en effet délicats et susceptibles de vibrer sous l'action d'une augmentation instantanée de la pression du liquide refroidisseur, cette augmentation pouvant parfois perforer le soufflet. D'autre part, ces soufflets sont sensibles aux pressions extérieures, qui déforment sensi- blement la configuration du soufflet au point de modifier la température correcte de fonctionnement pour laquelle le soufflet doit ouvrir .ou fermer la valve correspondante.
Jusqu'à présent, les systèmes de refroidissement des moteurs d'automobiles utilisaient généralement des valves du type scvpape ou du type papillon., On a constaté, dans l'utilisation de ces deux types de valve, que des sautes brusques de pression faisaient passer ces 'valves en position ouverte ou en position fermée, suivant qu'elles n'étaient pas équilibrées dans la première de ces positions ou dans la deuxième.
De Plus, les soufflets simples et délicats, dont les dimensions conviennent normalement pour les thermostats d'automobiles, ne peuvent pas engendrer une force suffisante pour empêcher l'effet de ces sautes brus- ques de pression et les soupapes suivent le plus souvent librement celles-ci, d'où il résulte la possibilité d'une rupture du soufflet:
En outre, ces forces indésirables ap- pliquées au soufflet ont tendance à soumettre à une con- trainte les parties délicates constituant le soufflet, et ces parties risquent alors de détruire la sensibilité du soufflet à une température prédéterminée; il en résulte ou'oN. na peut pas compter, p@nda@@ l'utilisation ultérieure sur le règlage primitifde la valve thermostatique.
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Les pressions élevées de la pompe produisent un autre résultat grave consistant dans la disparition d'un règlage approprié de la température par suite des fuites entre la valve et son siège. Cet inconvénient affecte aussi bien les valves à papillon que les valves à soupape.
En raison du passage de la valve en position fermée ou en position ouverte sous l'action des sautes de pression, le dispositif actuel de commande de valve ne peut pas mainte- nir la valve dans une position correcte sur son siège, d'où il résulte une fuite entre ces deux parties. Puisqu'il est infiniment désirable.que la période de chauffage du moteur soit aussi courte que possible après le démarrage, les fuites se produisant à travers la valve pendant cet.e pé- riode, quand la valve est fermée et quand la pression est la plus grande, retardent considérablement le moment où le système de refroidissement est suffisamment chaud pour réaliser un fonctionnement efficace du moteur et d'un dis- positif de chauffage du véhicule.
La présente invention a pour but de réaliser un dispositif thermostatique de'by-pass à valves, qui ne présente pas les inconvénients constatés dans les disposi- tifs thermostatiques de commande actuels. Conformément à l'invention, on utilise un organe de commande de valves, produisant une force plus grande et se présentant sous/la forme d'un élément ordinaire sensible à la température et insensible à la pression, cet élément comportant un carter, qui contient une matière fusible telle que de la cire, et un plongeur susceptible d'exécuter un mouvement alternatif dans ce carter.
Comme il est bien connu dans la présente technique, les changements volumétriques produits dans la matière
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fusible par des conditions thermiques variables provo- quent le déplacement du plongeur par rapport au carter; dans la présente invention, ces changements sont liés d'une manière appropriée avec une disposition nouvelle d'une valve principale et d'une valve de by-pass, pour ouvrir et fermer ces valves en fonction de températures prédéterminées, respectivement minima et maxima, du li- quide refroidisseur. Un moyen est prévu pour éviter les effets des sautes instantanées de pression; à cet effet, on utilise de nouveaux manchons-valves, qui sont parfaite- ment équilibres et insensibles à la pression.
Une caracté- ristique importante de l'invention réside dans l'emploi d'un dispositif d'étanchéité, qui occupe une position entre le manchon-valve principal et le carter supportant celui- ci, et qui sert à réduire à un minimum les fuites à travers la valve.
L'invention a aussi pour but d'assurer une commande appropriée du passage du liquide de refroidissement à travers et dans un moteur à combustion interne, en utilisant un dispositif thermostatique de commande insensible à-la pression.
L'invention se propose également de diminuer la durée du chauffage d'un moteur à combustion interne après le démarrage, en utilisant une nouvelle disposition de manchons-valves insensibles à la pression.
L'invention vise également à éliminer les diffi- cultés qui ont été rencontrées jusqu'à présent, du fait de l'ouverture et de la fermeture des valves sous l'action de sautes brusques de pression, dans les systèmes de re- froidissement à haute pression des moteurs modernes à combustion interne.
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D'autres buts et avantages de l'invention appa- rattront dans la description qui va suivre, et au cours de laquelle on se référera au dessin annexé, sur lequel :
La figure 1 est une élévation de face d'un dispo- sitif de commande conforme à l'invention; la figure 2.est une coupe longitudinale du dispo- sitif de commande représenté sur la figure 1, ce disposi- tif étant monté dans le système de refroidissement d'un moteur à combustion interne, avec les valves dans une pre- mière position de fohctionnement; la figure 3 est une coupe analogue à la figure 2, mais représente les différentes parties dans une autre po- sition de fonctionnement.
Si.l'on considère plus en détail le dessin, on voit que le support de régulateur de température conforme à l'invention se présente sous la forme d'un 6arter annu- 'laire de valve 10; cecarter comprend une paroi cylindrique 12, une collerette radiale 14 à une extrémité du carter et une plaque perforée16. Plusieurs orifices de by-pass 18 sont percés dans la paroi cylindrique 12 dans un but qui sera exposé plus loin.
Une bande 20 à section en U descend à partir du carter 10, sur'lequel elle est fixée convenablement près de la plaque 16. Une plaque circulaire 22 est montée-sur la partie inférieure de la bande 20; cette plaque 22 com- porte un rebord périphérique 24 fixé sur chaque extrémité de la bande 20. Elle comporte également une cavité centrale 26, un épaulement 28 contigu à cette cavité et une ouver- ture 30; cette ouverture est formé8 dans la partie médiane de la cavité 26 et de la plaque 22 ; elleest destinée à recevoir un dispositif thermostatique de commande 32.
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Il est bien entendu que le carter 10, la bande 20 et la plaque 22 sont tous constitués par de la tôle métallique ordinaire, qu'il est facile de trouver dans le commerce, et qu'ils sont obtenus par exemple par emboutissage de cette tôle.
Le dispositif de commande thermostatique 32 est monté à l'intérieur du carter 10, concentriquement à celui- ci. Il est d'un type courant et comprend un carter 34, un plongeur 36 susceptible de coulisser dans ce carter, et une'matière fusible et expansible (non représentée) qui est disposée dans le carter au contact d'une partie du plongeur 36. On peut,utiliser,une matière fusible appro- priée quelconque, qui subit un grand changement volumé- trique en passant de l'état solide à l'état liquide à une température prédéterminée. Puisque ces dispositifs sont bien connus, il est inutile de les décrire d'une manière plus détaillée.
On se contentera donc de dire que ce.groupe compact et robuste est'capable, quand il est chauffé à une température prédéterminée, de soumettre le plongeur 36 à une force positive et puissante, et que sa fabrication est facile et économique.
Le carter 34 du dispositif de commande 32 traverse l'ouverture 30 et se fixe sur la plaque 22 d'une manière étanche aux liquides, en ce qui concerne les bords infé- rieurs de l'ouverture 30, au moyen d'un dispositif appro- prié quelconque. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, l'épaulement 28 reçoit une partie 38 du carter 34 formant collerette et sert à fixer 'solidement le dispositif ther- mostatique sur la plaque 22.
Un manchon-valve principal 40 peut coulisser à l'intérieur du carter 10, à peu' près concentriquement à
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celui-ci; ce manchon-valve est obtenu de préférence par emboutissage et comporte un organe tubulaire 42, avec une structure radiale perforée 44 formant pont sur l'extrémité supérieure de l'organe 42. La structure 44 converge axiale- ment vers un disque 46, qui comporte un alésage taraudé 48, dans lequel on peut visser une extrémité du plongeur 36.
L'autre extrémité de l'organe tubulaire 42, du côté opposé à la structure 44, comporte un épaulement 50 et un bord 52 taillé en biseau. La surface intérieure 54 de la plaque 22 constitue un siège de valve pour le manchon-valve 40, en coopérant avec le bor.d en biseau 52 de ce manchon, quand celui-ci se trouve dans sa position la plus basse, c'est- à-dire, dans la position de, fermeture représ, ée sur la figure 2.
Comme on le voit sur la figure 2, la plaque supé- rieure 16 du carter 10 comporte une partie circulaire dé- portée 56, qui possède une, ouverture 58 pourle passage du manchon-valve 40. Une bague annulaire 60 est fixée sur le dessous de la plaque 16, près de la partie déportée 56.
Les surfaces intérieures de la partie déportée 56 et de la bague 60 constituent une cavité annulaire 62 destinée à recevoir une bague circulaire d'étanchéité 64 maintenue aveo un certain jeu. Le bord intérieur 66 de la bague 64 s'étend vers l'intérieur, légèrement au delà des bords in- térieurs de la bague 60 et de la partie circulaire 56, et sert à guider avec jeu le manchon-valve 40 pendant le mou- vement alternatif de celui-ci. Ge bord intérieur 66 de la bague d'étanchéité 64 sert également, en s'appuyant contre la surface extérieure de l'organe tu@ulaire 42, à empêcher les fuites du liquide refroidisseur entre l'organe 42 et la partie 12 de la paroi du carter le.
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Pendant le fonctionnement, la bague d'étanchéité
64 n'offre qu'une résistance très faible au déplacement de la valve 40, quand' aucune pression différentielle ne D'exerce sur cette valve. De Plus, la bague 64 ne réalise aucune étanchéité entre le carter 10 et la valve 40, à ,:,oins que celle-ci ne soit soumiser à une pression diffé- rentielle. D'autre part, la portion de la v.alve 40 en con- tact avec la bague 64 et la direction du mouvement de. cette valve n'exercent qu'un effet nul ou fàible sur les proprié- tés d'étanchéité de la bague 64.
Au contraire, pendant une augmentation de la pressin dans le système de refroidisse- ment, si petite soit elle, la bague d'étanchéité 64 est re- poussée vers le haut dans la cavité 62, c'est-à-dire vers la partie déportée 56 elle est aussi repoussée vers l'in- térieur, c'est-à-dire vexa la surface extérieure de la valve 40, et réalise ainsi une étanchéité effective toutes les fois qu'une pression différentielle existe de part et d'autre de la valve 40.'
Comme on l'a indiqué précédemment, le plongeur 36 est vissé dans l'ouverture 48 prévue dans la partie médiane du disque de sommet 46; après l'avoir règle initialement, on le fixe par un moyen approprié quelconque, par exemple par une soudure (non représentée).
D'après ceci, il est évident que, lorsque la matière fusible et normalement solide contenue dans e carter 34 change d'état, le plongeur - 36 se déplace vers'le haut sous l'action de la force engendrée par cette matière fusible et expansible, et il entraîne avec lui la valve 40, depuis une position de fermeture jusqu'à une position d'ouverture par rapport à la plaque 22.
Un Manchon-valve de by-pass 70 est monté couliss@nt sur l'organe tubulaire 42 de la valve 40; ce manchon-valve 70 est représenté sous la forme d'un manchon 72 se confrnant
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à la surface intérieure de laparoi 12; il' comporte en outre un croisillon 74 s'étendant à partir du manchon 72 et muni d'un orifice 76 lui permettant de s'ajuster avec jeu autour de la surface extérieure du manchon-valve principal 40.
Des ouvertures 78 sont prévues dans le croisillon 74 pour permettre le passage de la bande 20, pendant le déplacement vertical du manchon 70, et l'écoulement de la substance de refroidissement suivant les flèches de la figure' 2. Un res- sort hélicoïdal 80 entoure complètement la valve principale
40; il est maintenu en compression entre la surface infé- rieure de la bague 60 et la surface supérieure du croisil- lon 74.,Ce ressort 80 pousse normalement'la valve de by- pass 70 contre 1 épaulement 50 de la valve principale 40, de manière que celle-ci puisse l'entraîner, et de manière à appliquer la,valve principale 40 contre son siège 22.
Un orifice 82,est percé dans la plaque circulaire
22 pour recevoir un axe 84, qui est maintenu dans cet ori- fice par une partie, aplatie et évasée 86 prévue à l'une de ses extrémités et par un piston 88 prévu à son autre extré- mité. Dans la position représentée sur la figure 3, l'axe
84 est suspendu dans 1 orifice '82 par la.
partie évasée 86 et constitue un clapet de retenue capable d'évacuer l'air, qui pourrait être autrement emprisonné dans le système de refroidissement, en dessous du carter 10.Au contraire, pendant la période de chauffage du système de refroidisse-* ment, quand la pression en dessous du carter 10 est maxima ou voisine d'un maximum et quand le manchon-valve 40 est en position de fermeture, l'axe 84 étant soumis à la pression occupe une position représentée sur la figure 2, dans la- quelle la surface supérieure du piston 88 forme pont en travers de l'orifice 82 pour empêcher une fuite appréciable
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du liquide refroidisseur à travers la manchon-valve 40 ferme.
Le carter 10 peut être monté par dessus Une ouver- ture 90, percée dans la tête d'un cylindre d'un 'moteur à combustion.interne'et communiquant avec un canal de re- froidissement 92 de la tête au cylindre. Le carter 10 tel qu'on le voit sur la figure 2, est fixé en place, par dessus l'ouverture 90, au moyen d'un raccord moule de sor- tie 94 pour conduite souple; ce raccord 94 est fixe conve- nablement sur la 'partie supérieure de la tête du cylindre.
Il est représenté ici comme comportant une paroi'annulaire 96, qui est appliques hermétiquement sur la partie 16 du carter 10 au moyen d'un joint d 'étanchéité 98. Il comporte également une paroi annulaire inférieure 100, qui s'étend vers l'intérieur et s'applique sur la collerette 14 du ' carter 10; est appliquée d'une manière étanche sur la tête'du,cylindre grâce à un joint 102. Un raccord de by-pass 104 est prévu dans leracord moule 94 pour dériver le liquide de refroidissement en dehors du radiateur (non représenté) quand le manchon-valve 40 est 'ferme.
F O N 0 T I O NN E M E N T.
Le carter 10 est.placé dans le système de refroi- dissement d'un moteur à Combustion interne, de manière que le liquide de refroidissement venant de la pompe s'écoule suivant les directions indiquées par les différentes ±le- ches. Le manchon-valve principal 40 est représenta sur la figure 2 dans sa position de fermeture, qui correspond au cas où la température du liquide de refroidissement est in- férieure à la température prédéterminée,pour laquelle on désire réaliser la circulation à travers le radiateur.
Le liquide de refroidissement traverse les orifices 78, passe
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à l'intérieur du manchon-valve de by-pass 70, traverse les orifices 18 et sort.dans le raccord de by-pass 104.
Quand le liquide de refroidissement atteint la tempéra- ture désirée, la matière fusible contenue dans le carter 34 et située en amont du carter 10 se dilate, et puisque le plongeur 36 est fixé sur le manchon-valve 40, celui- ci est repoussé vers le haut malgré la résistance du res- sort 80. Le manchon-valve de by-pass 70, étant solidaire .de la partie inférieure du manchon-valve principal 40,est entraîné avec celui-ci, tandis que le bord en biseau 52 du mahcon-valve 40 est soulevé et éloigné de son siège, c'est- à- .dire de la plaque 22. Le soulèvement du manchon-valve de by-pass 70 permet à la portion 72 de ce manchon de glis- ser par dessus les orifices 18, en formant ainsi l'écoule- ment du liquide de refroidissement vers le raccord de by- pass 104.
Le courant du liquide refroidisseur peut alors passer entre le.bord Biseauté 52 et la plaque 22, contourner le bord-52, pénétrer dans le manchon-valve principal 40, pas- ser à travers les orifices prévus dans la structure 44, et enfin pénétrer dans le radiateur du système de refroidisse:- ment. Inversement, quand le liquide refroidisseur se refroi- dit en dessous, de la température prédéterminée désirée, la matière fusible se solidifie et se contracte, en permettant ainsi au ressort 80 de pousser le manchon-valve 40 vers le bas jusqu'au moment où le bord en biseau 52 s'applique sur la plaque 22 et empêche par conséquent le liquide de s'6cou- ler vers le radiateur.
Pendant ce temps, l'abaissement du manchon-valve 40, sous l'action du ressort 80 a été accom- pagné par l'abaissement du manchon-valve de by-pass 70 et par l'ouverture des orifices 18, en vue de permettre au liquide de s'écouler dans le raccord de by-pass 104. '
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On voit par conséquent que la présente invention réalise pour les moteurs à combustion interne, un régula- teur de température qui évite les conditions de fermeture et d'ouverture de la valve sous l'action des sautes brus- ques de pression, grce à l'emploi d'un dispositif appro-
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prié thermoatatique de cor.,:rnde, possédant une force Duffi- sante pour surmonter des accroissements de pression relati-
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1ent,importants et des sautes de pression, et à des man- chons-valves de fornes variées qui sont insensibles aux pressions dans le système de refroidissement. D'autre part, pour réduire le plus possible les fuites entre le carter et la valve principale, l'invention prévoit un nouveau moyen 'd'étanchéité, qui assure un chauffage plus rapide du moteur après le démarrage.
On a représente et décrit en détail un seul mode de réalisation de l'invention, mais il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation et qu'elle peut être réalisée sous un grand nombre de forgea mécaniques, comme les techniciens le oomprendront facilement.
De nombreux changements peuvent être 'apportes aux détails de construction et à la disposition des pièces, dans le mode de réalisation représente, sans sortir pour cela du douaine de l'invention.
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1 -Régulateur de température, caractérisé par le fait qu'il comprend en combinaison un carter susceptible d'être monté dans le courant de fluide d'un système de re-
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f1'oi;iisse:..ct, un dispositif sensible à la chaleur, qui est en 1, =ont du carter et CO:'.l)Ol'te une enveloppe l'en- fvr...,:.:1 unù ..:. t.1re fusible insensible la precf:iol1, ut un 1:..,3..r .r;.!:zca ,tibla n'exécutera Ua rit, flt0r!l:
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par rapport à cet élément en réponse aux variations de la température du fluide, deux manchons-valves reliés à l'en- veloppe ou au plongeur et pouvant aller et venir à l'inté- rieur du carter dans lequel ils sont guidés, deux sièges de valve prévus dans le carter et coopérant respectivement avec les deux manchons-valves, ces manchons-valves pouvant se déplacer dans un premier sens, par rapport aux sièges, quand le fluide est à une température élevée prédéterminée, et dans l'autre sens, par rapport aux sièges, quand le fluide est,à une température inférieure à la dite température éle- vée prédéterminée, dans le but de commander alternativement l'écoulement du fluide à travers le carter et l'un ou l'autre des manchons-valves.
2-Régulateur de température selon 1- caractérisé par le fait qu'un dispositif d'étanchéité est monté dans le carter et peut s'appliquer sur l'un des manchons-valves, pendant le mouvement alternatif de ceux-ci, pour empêcher le fluide de s'écouler entre le carter et ce manchon-valve.
3.-Régulateur de température selon 1- caractérisé par le fait que le carter comporte une portion de paroi perforée et que l'un des manchons-valves comprend une valve principale fixée sur l'enveloppe ou le plongeur pour comman- der l'écoulement du fluide à travers les extrémités ouvertes du carter, l'autre manchon-valve comprenant une valve cylin- drique de by-pass concentrique à la vàlve principale et pou- vant coulisser tout en étant guidée pendant le mouvement al- ternatif de cette valve, la valve de by-pass coopérant avec la portion de paroi perforée pour commander l'écoulement du fluide à travers celle-ci en réponse à la dite température prédéterminée du fluide.
4 -Régulateur de température selon 1- et 3- carac-
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térisé par le fait que la valve principale est fixée sur le plongeur.
5 -Régulateur de température selon 1- 2- et 3- caractérisé par le fait que le dispositif prévu pour s'ap- pliquer contre l'un des manchons-valves, pendant le mouve- ment alternatif de ceux-ci, en vue d'empêcher l'écoulement du.fluide entre le carter et ce manchon-valve, peut s'appli- quer sur la valve principale.
6 - Régulateur de température selon 1- et 3- carac- térisé par le fait qu'un moyen est prévu pour solliciter la valve de by-pass à suivre le plongeur dans une direction, en vue de permettre l'écoulement du fluide à travers le carter.
7 - Régulateur de température selon 1- 3- et 6- caractérisé par le fait que le dispositif de sollicitation de la valve de by-pass pousse élastiquement celle-ci vers la valve principale de, manière à lui faire suivre celle-ci pendant son mouvement alternatif.
8 - Régulateur de température selon 1- et 3- caractérise par le fait qu'un épaulement est prévu sur la value principale pour déséquilibrer celle--ci dans la direction voulue pour empêcher l'écoulement du fluide à travers le carter.
9 - Régulateur de température selon 1- caraetérisé par le fait qu'un dispositif est prévu pour définir un canal permettant l'évacuation de l'air à travers le carter quand l'un des manchons-valves s'est déplacé dans l'une des directions mentionnées, et qu'un dispositif sensible aux variations de la pression du fluide empêche l'écoulement du fluide à travers ce canal.
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10 - Régulateur de température selon 1- 3-.et 9- caractérisé par le fait que le dispositif définis- sant le canal d'évacuation de l'air permet cette éva- cuation quand la valve principale est fermée.