FR2853710A1 - Ensemble thermostatique a commande electrique et vanne thermostatique equipee d'un tel ensemble - Google Patents

Abstract

Cet ensemble thermostatique comporte un élément thermostatique (1) pourvu d'un corps (2) qui contient une matière dilatable et d'un piston (3) mobile par rapport au corps, et des moyens de chauffage électrique qui comporte une enveloppe (9) plongée au moins en partie dans la matière dilatable de l'élément thermostatique et une résistance chauffante logée dans l'enveloppe et adaptée pour être connectée à une alimentation électrique. Pour faciliter le montage de cet ensemble dans une vanne (30) pour un circuit de refroidissement, il comporte en outre une embase rapportée (12) de connexion électrique, solidarisée de façon étanche à l'enveloppe (9) des moyens de chauffage et adaptée pour positionner des plots de connexion électrique de la résistance chauffante.

Description

i

La présente invention concerne un ensemble thermostatique à commande électrique, comportant un élément thermostatique à matière dilatable. Elle a également trait à une vanne thermostatique équipée d'un tel ensemble, ainsi qu'à un procédé d'assemblage de cette vanne.

Dans de nombreuses applications du domaine fluidique, notamment pour le refroidissement de moteurs thermiques, de telles vannes sont utilisées pour répartir un fluide entrant dans différentes voies en fonction des caractéristiques de température et/ou de pression dans lesquelles ce fluide entrant se trouve.

Pour répartir le fluide en fonction d'autres paramètres, notamment de conditions 10 extérieures à la vanne comme la température ambiante ou la charge du véhicule propulsé par le moteur équipé de la vanne, il est connu de prévoir des moyens de chauffage électrique de la cire dilatable contenue dans l'élément thermostatique de la vanne. Le pilotage de l'actionnement de l'élément thermostatique est alors possible depuis l'extérieur de la vanne, 15 indépendamment ou en complément des caractéristiques physiques du fluide, notamment au moyen d'un calculateur embarqué dans le véhicule et programmé en conséquence.

Une difficulté de ce type d'ensemble thermostatique réside dans la nécessité d'alimenter une résistance chauffante localisée dans la cire de 2 0 l'élément thermostatique, alors que l'élément thermostatique baigne au moins en partie dans le courant de fluide à répartir. En effet, l'étanchéité des raccordements électriques doit être parfaitement assurée, ce qui complique l'assemblage de l'ensemble, ainsi que son montage dans la vanne correspondante.

2 5 Le but de la présente invention est de proposer un ensemble thermostatique dont le montage dans une vanne est simple, tout en garantissant l'isolation étanche des connexions pour les moyens de commande électrique.

A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble thermostatique à commande électrique, comportant un élément thermostatique pourvu d'un corps 30 qui contient une matière dilatable et d'un piston mobile par rapport au corps, et des moyens de chauffage électrique qui comprennent une enveloppe plongée au moins en partie dans la matière dilatable de l'élément thermostatique et une résistance chauffante logée dans l'enveloppe et adaptée pour être connectée à une alimentation électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une embase rapportée de connexion électrique, solidarisée de façon étanche à l'enveloppe et adaptée pour positionner des plots de connexion électrique de la résistance chauffante.

En rapportant cette embase à l'extrémité libre de l'enveloppe des moyens de chauffage électrique, on dispose d'un ensemble thermostatique prêt à être installé dans une vanne, tout en garantissant l'étanchéité des raccordements électriques ultérieurs. Cet ensemble est obtenu de manière simple, par exemple par des machines automatisées. Le montage de l'ensemble dans une vanne 10 thermostatique est facilité par l'embase de connexion qui forme une liaison mécanique efficace pour retenir les moyens de chauffage vis-à-vis du reste de la vanne.

Suivant d'autres caractéristiques de cet ensemble, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - le piston de l'élément thermostatique forme l'enveloppe des moyens de chauffage électrique; - un joint d'étanchéité est interposé entre l'enveloppe et le volume de l'embase de connexion électrique dans lequel sont positionnés les plots; - l'embase de connexion électrique comporte un corps tubulaire 2 0 formant intérieurement un support adapté pour positionner les plots de connexion de la résistance chauffante, par complémentarité de formes; l'embase de connexion électrique est formée d'une seule pièce, réalisée par exemple en matière plastique moulée; et - l'embase est équipée de moyens de liaison mécanique avec un 25 connecteur d'alimentation électrique des moyens de chauffage.

- I'embase maintient en position l'enveloppe par rapport à un support auquel l'embase est apte à transmettre la résultante des efforts de réaction exercés par le piston sur la matière dilatable.

L'invention a également pour objet une vanne thermostatique pour un 3 o circuit de refroidissement, notamment associé à un moteur thermique, comportant un boîtier principal qui forme un orifice d'entrée d'un fluide et au moins un orifice de sortie de ce fluide, un clapet mobile par rapport au boîtier et adapté pour réguler le passage du fluide entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie, et un siège de réception du clapet, fixe par rapport au boîtier, caractérisée en ce qu'elle comporte, d'une part, un ensemble thermostatique à commande électrique tel que défini ci-dessus, le clapet étant adapté pour être entraîné par le piston ou le corps de l'élément thermostatique, et, d'autre part, un connecteur 5 d'alimentation électrique pourvu de moyens de conduction électrique et de raccordement à l'embase de connexion électrique, le connecteur étant fixé de façon étanche sur l'embase.

Suivant d'autres caractéristiques de cette vanne, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - les moyens de conduction électrique et de raccordement du connecteur comprennent des broches souples de raccordement électrique, adaptées pour se placer au contact des plots de connexion de la résistance chauffante; - le connecteur d'alimentation électrique est solidarisé de façon is étanche au boîtier principal; - le connecteur d'alimentation électrique comporte une base fixée sur l'embase de connexion, une console solidarisée de façon étanche au boîtier principal et une gaine de raccordement électrique reliant la base à la console, cette gaine étant adaptée pour être rigidifiée; - elle comporte un étrier rigide qui porte ou délimite le siège de réception du clapet et qui est solidarisé, d'une part, au boîtier principal et, d'autre part, à celui du piston ou du corps de l'élément thermostatique qui n'est pas apte à entraîner le clapet; - elle comporte un boîtier secondaire relié de façon étanche au 2 5 boîtier principal au niveau d'un de ses orifices d'entrée ou de sortie en enserrant une bride de solidarisation de l'étrier; - elle comporte un couvercle relié de façon étanche au boîtier principal et adapté pour solidariser une bride de l'étrier au boîtier principal; - l'étrier rigide comprend un insert de liaison mécanique entre 3 0 l'embase de connexion et le connecteur d'alimentation; - le corps de l'élément thermostatique est disposé dans le boîtier principal sur le trajet d'écoulement du fluide entre l'orifice d'entrée de ce fluide et le ou au moins un des orifices de sortie de ce fluide; - le boîtier principal délimite une voie de circulation d'un fluide autre que celui régulé par le clapet, le corps de l'élément thermostatique étant disposé dans le boîtier principal sur le trajet de cet autre fluide; et - le corps de l'élément thermostatique étant fixe par rapport au 5 boîtier principal, elle comporte des moyens de liaison entre le clapet et le piston, adaptés pour, lorsque la différence de pression de part et d'autre du clapet est inférieure à une valeur prédéterminée, lier cinématiquement le clapet et le piston l'un à l'autre, et, lorsque cette différence de pression est supérieure à ladite valeur prédéterminée, permettre le déplacement du clapet par rapport au piston o0 suivant la direction de déplacement du piston.

L'invention a en outre pour objet un procédé d'assemblage d'une vanne telle que définie ci-dessus, dans lequel le connecteur d'alimentation électrique est solidarisé au boîtier principal en étant introduit dans une ouverture correspondante du boîtier principal depuis l'intérieur ou l'extérieur de ce boîtier, 15 puis l'ensemble thermostatique est, dans un état pré-assemblé, introduit dans le boîtier principal jusqu'à ce que son embase de connexion soit fixée au connecteur d'alimentation.

L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels: - les figures 1A et 1B sont des vues schématiques en coupe longitudinale d'éléments thermostatiques classiques, à commande électrique; - la figure 2 est une vue d'un élément thermostatique sur lequel est rapportée une embase de connexion électrique, au niveau du détail cerclé Il sur la figure 1A; - la figure 3 est une vue en plan selon la flèche 1I1 indiquée sur la figure 2; - la figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une vanne thermostatique selon l'invention, équipée de l'ément thermostatique et de l'embase de la figure 2; - la figure 5 est une vue à plus grande échelle du détail cerclé V sur la figure 4; - la figure 6 est une coupe prise selon le plan VI-VI indiqué sur la figure 5; - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail cerclé VII sur la figure 4; - la figure 8 est une coupe selon le plan VIII-VIII indiqué sur la figure 7; - la figure 9 est une vue analogue à la figure 7, la vanne étant représentée dans un état de fonctionnement différent; - les figures 10 à 12 sont des vues analogues à la figure 4, 10 représentant respectivement des variantes de la vanne thermostatique; - la figure 13 est une vue analogue à la figure 4, d'un second mode de réalisation d'une vanne thermostatique selon l'invention; - la figure 14 est une vue analogue à la figure 13, d'une variante de la vanne thermostatique; - la figure 15 est une vue à plus grande échelle d'une partie du détail cerclé XV du la figure 14; et - les figures 16 et 17 sont des vues analogues à la figure 13, représentant respectivement des variantes de la vanne thermostatique.

Sur les figures 1A et 1B sont représentés deux éléments thermostatiques 20 connus, référencés respectivement 1 et 1' destinés à être immergés dans un fluide de température variable.

L'élément thermostatique 1 comporte essentiellement un corps 2, constitué dans un matériau bon conducteur de la chaleur, par exemple métallique, et un piston 3 sous forme d'une tige mobile par rapport au corps 2. 25 Le corps 2 délimite intérieurement une cavité de réception de manière dilatable 4, généralement de la cire, confinée de manière étanche par une membrane en élastomère 5 retenue fermement par rapport au corps 2 par un couvercle 6.

Lorsque la température du fluide dans lequel baigne l'élément thermostatique 1 augmente, la dilatation de la cire 4 provoque l'entraînement du 3 0 piston 3 suivant la direction longitudinale X-X de l'élément thermostatique.

Lorsque la cire se contracte, des moyens de rappel non représentés sont généralement prévus pour ramener le piston 3 à l'intérieur du corps 2.

Pour commander de façon complémentaire ou indépendante de la température du fluide dans lequel baigne l'élément thermostatique 1, des moyens de chauffage électrique 8 sont prévus. Ils se présentent sous la forme d'une enveloppe rigide 9 traversant de part en part le fond du corps 2 opposé au 5 couvercle 6 et plongeant en partie dans la cire 4. A l'intérieur de l'enveloppe est logée une résistance électrique chauffante dont seuls les plots 10 de connexion électrique sont visibles sur la figure 1A. On comprend que, lorsque la résistance chauffante est alimentée en courant, la cire 4 se dilate et le piston 3 est déplacé.

L'élément thermostatique 1' représenté sur la figure 1B comporte 10 sensiblement les mêmes constituants que l'élément thermostatique 1, ces constituants portant les mêmes références marqués d'un prime, à la différence essentielle que son piston 3' forme l'enveloppe 9' des moyens de chauffage électrique 8'. Aussi, ce piston 3' est creux et reçoit intérieurement, à travers son extrémité opposée à celle plongée dans la cire, la résistance chauffante dont les 15 plots 10' sont représentés. A cette différence près, le fonctionnement global de l'élément thermostatique 1' est analogue à celui de l'élément thermostatique 1.

Sur les figures 2 et 3 est représentée une embase de connexion électrique 12.

Par commodité, cette embase 12 est représentée comme reliée 2 0 mécaniquement à l'extrémité libre de l'enveloppe rigide 9 de l'élément thermostatique 1. Cependant, on comprendra que cette embase est également à même d'être reliée mécaniquement à l'extrémité libre du piston 3' de l'élément thermostatique 1', l'essentiel étant que l'embase coopère avec les moyens de chauffage 8 ou 8' comme expliqué ci-dessous L'embase 12 se présente sous la forme d'une pièce d'un seul tenant, obtenue par exemple par moulage d'une matière plastique, de forme essentiellement tubulaire dont l'axe longitudinal est sensiblement co-axial à l'axe longitudinal XX de l'élément thermostatique 1 lorsque l'embase est rapportée sur cet élément.

A cet effet, dans ce mode de réalisation, l'extrémité libre de l'enveloppe 9 forme un collet annulaire 14 reçu dans une rainure annulaire 16 formée dans la paroi intérieure de l'embase 12. Entre le collet et l'embase est interposé un joint d'étanchéité 18 monté dans un état comprimé.

Le joint 18 est traversé de part en part par les plots 10 de connexion électrique de la résistance chauffante logée dans l'enveloppe 9, de façon à ce que ces plots soient disposés dans le volume intérieur V12 de l'embase. Les plots sont positionnés de part et d'autre d'un support intérieur 20 formé par l'embase 5 12. Le support 20 s'étend longitudinalement suivant un plan diamétral de l'embase 12, en reliant des parties de paroi intérieure diamétralement opposées, comme représenté sur la figure 3. Dans chaque flanc du support 20 est formée une rainure 22 de réception des plots de connexion électrique 10, le profil de ces rainures 22 étant adapté pour retenir les plots par complémentarité de formes.

1 0 Sur la figure 4 est représentée une vanne thermostatique 30 adaptée pour équiper un circuit de refroidissement, notamment pour un moteur thermique de véhicule automobile. Cette vanne comporte un boîtier principal 32 délimitant un orifice 33 au niveau duquel est rapporté, de manière étanche, un boîtier secondaire 34. Le boîtier 32 délimite trois conduits, référencés 36, 38 et 40. Le 15 boîtier secondaire délimite un seul conduit référencé 42. A titre d'exemple, lorsque la vanne 30 est utilisée dans un circuit de refroidissement d'un moteur thermique, le conduit 36 correspond à une entrée d'eau froide destinée à communiquer, sous certaines conditions détaillées ci-après et à travers l'orifice 33, avec le conduit 42 qui forme une sortie d'eau froide en direction d'un 20 échangeur thermique; le conduit 38 forme quant à lui une entrée d'huile circulant dans une autre voie du circuit de refroidissement et qui communique librement avec le conduit 40 qui forme une sortie pour cette huile.

La vanne 30 est équipée de moyens de régulation du débit d'eau passant du conduit d'entrée 36 au conduit de sortie 42 par l'orifice 33, sous la forme d'un 25 clapet d'obturation 44 associé à un siège correspondant 46. Le clapet 44 est adapté pour s'écarter ou se rapprocher du siège 46, de telle sorte que, lorsque le clapet est en appui contre son siège, le débit de fluide passant du conduit 36 au conduit 42 est sensiblement nul et, lorsque le clapet 44 est totalement écarté du siège 46, le fluide alimentant le conduit 36 passe pratiquement librement dans le 30 conduit de sortie 42.

Pour commander le déplacement du clapet 44 par rapport au siège 46, la vanne 30 est équipée de l'élément thermostatique 1 sur lequel est rapportée l'embase de connexion 12. Une majeure partie du corps 2 de l'élément thermostatique 1 est placée dans l'écoulement d'huile circulant du conduit d'entrée 38 au conduit de sortie 40, tandis que le reste du corps 2 est reçu dans un orifice 47 formé dans la paroi du boîtier 32 séparant le conduit d'eau 36 des conduits d'huile 38 et 40. La section transversale de l'orifice 47 est sensiblement 5 complémentaire de celle du corps 2 et des moyens d'étanchéité 48 disposés autour du corps 2 évite toute communication fluidique entre la voie d'huile et la voie d'eau.

Pour assurer l'alimentation électrique de la résistance chauffante des moyens 8, ainsi que pour maintenir mécaniquement l'embase de connexion 12 lo et l'enveloppe 9 de l'élément thermostatique 1 qui y est reliée vis-àvis du boîtier 32, un connecteur 50 est fixé de façon étanche dans une ouverture complémentaire 52 du boîtier 32, qui s'étend suivant l'axe longitudinal X- X de l'élément thermostatique. Dans sa partie tournée vers l'extérieur du boîtier, le connecteur 50 est muni d'une cavité 54 de réception d'une fiche d'alimentation 15 électrique. Dans sa partie opposée, le connecteur 50 coiffe l'embase de connexion 12, comme représenté plus en détail sur les figures 5 et 6.

Plus précisément, le connecteur 50 forme un logement 56 de réception partielle de l'embase de connexion 12, un joint d'étanchéité annulaire 58 étant interposé entre la face extérieure de l'embase et la paroi du connecteur 20 délimitant ce logement. Le connecteur 50 est équipé de plusieurs languettes flexibles 60 d'accrochage de l'embase, réparties suivant sa périphérie. Ces languettes sont adaptées pour venir en prise sur un insert annulaire 62 rigide, retenu axialement par rapport à l'embase dans une gorge périphérique correspondante 64 (voir figure 2) ménagée dans la paroi extérieure de l'embase. 2 5 Le connecteur 50 est parcouru longitudinalement par une paire de conducteurs électriques 66 qui s'étendent depuis la cavité 54 de réception d'une fiche d'alimentation, jusqu'au logement 56 de réception de l'embase, en formant à l'intérieur de ce logement des broches conductrices élastiques 68 adaptées pour venir en contact avec les plots 10 de la résistance chauffante lorsque le 3 o connecteur est fixé sur l'embase 12.

Le piston 3 de l'élément thermostatique 1 est quant à lui relié au clapet 44 de la vanne 30 par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 70. Comme représenté plus en détail sur la figure 7, la pièce 70 est liée en translation suivant l'axe X-X avec une couronne intérieure 72 du clapet 44. Par exemple, la pièce 70 est emmanchée à force dans cette couronne. De la sorte, la pièce 70 et le clapet 44 sont liés cinématiquement l'un à l'autre.

Dans sa partie courante, la pièce 70 présente un alésage borgne 74 co5 axial à l'axe X-X, adapté pour recevoir la tige formant le piston 3 de l'élément thermostatique 1. L'extrémité libre du piston est adapté pour venir en appui contre le fond 74a de l'alésage 74 de façon à permettre la transmission entre ce piston et la pièce de liaison 70, d'un effort suivant l'axe X-X et dirigé à l'opposé du corps 2.

Comme représenté sur la figure 8, le piston 3 présente un méplat 76 qui délimite avec la paroi 74b de l'alésage 74 un espace libre référencé 78 s'étendant jusqu'à l'extrémité libre du piston. Le contact entre le piston 3 et la paroi 74b est prévu glissant de sorte qu'il existe un degré de liberté en translation suivant l'axe X-X entre le piston et la pièce 70. En particulier, lorsque 15 la pression régnant dans le conduit d'entrée d'eau 36 est supérieure à celle régnant dans le conduit de sortie 40 d'une valeur prédéterminée, le différentiel de pression exercé sur la pièce 70 est à même de provoquer son glissement visà-vis du piston, ce dernier guidant le mouvement de la pièce 70. Dans cette configuration, représentée sur la figure 9, un jeu J se forme entre le fond de 20 l'alésage 74 et l'extrémité libre du piston 3. L'espace libre 78 ménagé dans le méplat 76 permet alors la libre introduction de fluide dans le jeu J ainsi formé et évite que la pièce 70 ne soit immobilisée sur le piston 3 dans la configuration de la figure 7 par effet ventouse.

La vanne 30 comporte également un étrier 80 qui délimite le siège 46 et 25 qui relie rigidement le corps 2 de l'élément thermostatique 1 au boîtier principal 32 de la vanne. Plus précisément, l'étrier 80 comporte une couronne annulaire 80A qui définit le siège 46, des branches 80B qui relient le corps de l'élément thermostatique à la couronne 80A, une bride annulaire 80C qui est enserrée de façon étanche entre les boîtiers 32 et 34, et des branches 80D qui forment à leur 30 extrémité libre des plans 80E d'appui pour un ressort de rappel 82. Ce ressort 82 est interposé entre le clapet 44 et l'étrier 80 de façon à rappeler ce clapet sur son siège 46.

Entre chacune des branches 80B, des ajours permettent le passage du fluide depuis le conduit d'entrée 36 jusqu'à la zone de la couronne 80A. De même, les branches 80D définissent entre elles des orifices permettant le passage du fluide depuis la zone de la couronne 80A vers le conduit de sortie 40, lorsque le clapet 44 est écarté du siège 46.

L' assemblage de la vanne 30 est le suivant: Le connecteur 50 est d'abord solidarisé au boîtier 32 en étant amené depuis l'extérieur du boîtier 32 dans l'ouverture 52. La solidarisation étanche du connecteur au boîtier est par exemple obtenue par collage, par un 10 emmanchement à force ou la pose d'une agrafe.

On introduit ensuite à l'intérieur du boîtier 32, à travers l'orifice 33, l'ensemble thermostatique formé de l'élément thermostatique 1 et de l'embase de connexion 12 pourvu de l'insert 62, équipé du clapet 44, de l'étrier 80 et du ressort 82. L'embase de connexion et le corps 2 de l'élément thermostatique 15 sont introduits dans l'orifice 47 suivant un mouvement de translation selon l'axe X-X, jusqu'à ce que les extrémités libres des branches 80B compriment les moyens d'étanchéité 48. Les languettes 60 viennent alors en prise avec l'insert 62 de l'embase 12 et les broches 68 viennent en contact électrique avec les plots 10.

Puis, le boîtier secondaire 34 est solidarisé de façon étanche au boîtier principal 32, bloquant ainsi la bride 80C de l'étrier 80.

Le fait de rapporter sur l'élément thermostatique l'embase de connexion électrique avant son montage dans la vanne permet de disposer d'un ensemble thermostatique pré-assemblé facile à introduire dans le boîtier 32, aucune 2 5 opération de connexion supplémentaire n'étant nécessaire pour retenir ou positionner les plots de connexion des moyens de chauffage électrique vis-à-vis du boîtier. De plus, l'isolation des parties électriques de l'ensemble est réalisée, au moins en partie, avant le montage de l'ensemble dans la vanne et peut donc être testée avant montage. Le connecteur 50 coopère avec l'embase 12 pour 30 permettre l'alimentation électrique de l'élément thermostatique depuis l'extérieur du boîtier. La mise en place du connecteur est simple et permet, en une seule opération lors du montage de l'ensemble, de connecter électriquement les plots il de connexion retenus par l'embase, tout en assurant l'étanchéité totale de l'embase.

En fonctionnement, la vanne 30 est parcourue par une voie d'huile qui entre par le conduit 38 et sort par le conduit 40, ainsi que par une voie d'eau qui 5 entre par le conduit 36 et qui est susceptible, suivant les conditions de fonctionnement de la vanne, de sortir par le conduit 40. Initialement, on considère que la vanne 30 est dans la configuration représentée à la figure 4, c'est-à-dire avec le clapet 44 en appui étanche sur le siège 46.

Lorsque la température de l'huile augmente, la cire 4 contenue dans le 10 corps 2 de l'élément thermostatique 1 se dilate, ce qui provoque le déplacement du piston 3. Ce dernier entraîne alors en translation suivant l'axe X-X la pièce de liaison 70, et par là le clapet 44. Les conduits 36 et 42 sont alors mis en communication. Lorsque la température de l'huile diminue, le ressort 82 rappelle le clapet 44 contre son siège 46.

Indépendamment ou en complément de la sollicitation en température générée par l'huile, une source d'énergie électrique raccordée au connecteur 50, via sa cavité 54 de réception d'une fiche, peut être commandée pour alimenter la résistance chauffante des moyens de chauffage 8 de l'élément thermostatique 1.

Ainsi, lorsque l'alimentation électrique des plots 10 est assurée, la cire 4 se 20 dilate et provoque la mise en communication des conduits 36 et 42 comme cidessus.

Par ailleurs, lorsque la pression régnant dans le conduit d'entrée 36 est supérieure à la pression régnant dans le conduit de sortie 40 d'une valeur prédéterminée notamment fonction du réglage du ressort 82, le différentiel de 25 pression provoque l'entraînement en translation de la pièce 70, qui glisse alors le long du piston 3 en entraînant le clapet 44, ce qui met en communication les conduits 36 et 42. Tout dommage du circuit d'eau résultant d'une surpression est ainsi évité grâce à la vanne 30.

En d'autres termes, le clapet 44 assure une fonction thermo3 0 pressostatique, comme représenté à la figure 9.

Le méplat 76 évite à la fois la création d'un jeu J en sous-pression entre la pièce 70 et le piston 3 qui pourrait limiter la liberté de glissement de la pièce le long du piston par un effet de ventouse, et le piégeage de fluide dans le jeu J qui pourrait empêcher le retour rapide et complet du piston jusqu'au fond de l'alésage 74 lors du rappel du clapet 44 par le ressort 82 une fois le différentiel de pression revenu au-dessous de la valeur seuil prédéterminée.

Sur la figure 10 est représentée une variante de la vanne 30, qui se 5 distingue essentiellement de la vanne de la figure 4 par la forme de son boîtier principal 32. En effet, celui-ci forme d'un seul tenant à la fois les conduits 36, 38, 40 et 42. Pour permettre la mise en place de l'ensemble thermostatique constitué de l'élément 1 et de l'embase 12, équipé du clapet 44 et de l'étrier 80, la paroi du boîtier opposée à l'ouverture 52 présente une ouverture 86 10 sensiblement co-axiale à l'ouverture 52. Un couvercle 88 est en outre prévu pour obturer de façon étanche l'ouverture 86 et pour retenir mécaniquement la bride 80C vis-à-vis du boîtier 32.

Sur les figures 11 et 12 sont représentées d'autres variantes de vannes thermostatiques selon l'invention, référencées respectivement 230 et 330, les 15 éléments de ces vannes en commun avec ceux de la vanne 30 de la figure 4 étant référencés par le même numéro augmenté de respectivement 200 et 300.

La vanne 230 de la figure 11 se distingue essentiellement de la vanne 30 par l'absence de commande de l'élément thermostatique 201 par la température du fluide dans lequel le corps 202 de l'élément pourrait baigner. De la sorte, les 20 déplacements du piston 203 sont uniquement commandés par les moyens de chauffage 208, c'est-à-dire commandés électriquement depuis l'extérieur de la vanne. De plus, la retenue mécanique du connecteur 250 est exclusivement assurée par l'embase 212, le connecteur n'étant pas solidarisé au boîtier 232.

La vanne 330 de la figure 12 se distingue de la vanne 30 de la figure 4 25 par la suppression des conduits d'entrée et de sortie en huile au profit d'un second conduit 390 de sortie d'eau, qui communique directement avec le conduit d'entrée 336, le corps 302 de l'élément thermostatique 301 baignant dans l'écoulement du fluide passant du conduit 336 au conduit 390. L'élément thermostatique est de la sorte commandé par la température de ce fluide, ainsi 30 qu'électriquement depuis le connecteur 350. La vanne 330 est par exemple utilisée pour répartir le débit d'eau de refroidissement en sortie d'un moteur thermique. La vanne répartit ce débit entre, d'une part, le conduit 342 destiné à être relié à un radiateur de refroidissement, et, d'autre part, le conduit 390 qui estdestiné à être relié à des échangeurs auxiliaires, tels qu'un aérotherme de chauffage d'habitacle ou un échangeur thermique huile/eau. L'assemblage et le fonctionnement de la vanne 330 sont sensiblement analogues à ceux décrits pour la vanne 30.

Sur la figure 13 est représenté un second mode de réalisation d'une vanne thermostatique 530 selon l'invention. Cette vanne comporte un ensemble thermostatique comprenant un élément thermostatique 501' analogue à l'élément 1' de la figure 1B, ainsi qu'une embase de connexion 512 analogue à l'embase 12 et un connecteur d'alimentation électrique 550 analogue au 10 connecteur 50. Les constituants de ces éléments 501', 512 et 550 analogues à ceux des éléments 1', 12 et 50 portent les mêmes références augmentées de 500.

La vanne 530 se distingue principalement de la vanne 30 de la figure 4 par le fait que son clapet 544 n'est pas adapté pour être entraîné par le piston de 15 l'élément thermostatique 501', mais est solidarisé au corps 502' de cet élément par l'intermédiaire d'une couronne rigide 572. Plus précisément, la vanne 530 comporte un boîtier 532 qui délimite un orifice 533 sensiblement co-axial à l'élément thermostatique 501', et un conduit 542 qui s'étend transversalement à cet élément. Cette vanne 530 forme par exemple une vanne de régulation, 20 l'orifice 533 étant destiné à être raccordé à un conduit d'alimentation en fluide, alors que le conduit 542 forme un conduit de sortie vers un radiateur. Le débit d'écoulement du fluide dans la vanne 530 est commandé par le clapet 544 adapté pour coopérer avec un siège 546 délimité par la paroi du boîtier 532 au niveau de l'orifice d'entrée 536.

La vanne 530 comporte un étrier 580 solidarisé au boîtier 532 par des branches 580D analogues aux branches 80D de l'étrier 80. A leur extrémité libre, ces branches 580D forment des plans 580E sur lesquels s'appuie un ressort de rappel 582 analogue au ressort 82. Chaque plan 580E est prolongé par une portion de collet annulaire 580F, de façon à former, autour du corps 502' de 30 l'élément thermostatique 501', un organe de guidage pour ce corps lors de ses déplacements suivant l'axe X-X.

Pour assembler la vanne 530, on introduit à l'intérieur du boîtier 532, à travers son orifice 533, d'abord le connecteur 550, qui est par exemple emmanché à force dans l'ouverture 552 avec l'interposition d'une garniture d'étanchéité, puis l'ensemble thermostatique formé de l'embase 512 et de l'élément thermostatique 501', équipé du clapet 544 solidarisé au corps 502'.

L'étrier 580 est ensuite solidarisé au boîtier 532 de façon classique pour enserrer le ressort 582 entre les plans d'appui 580E et le clapet 544.

En fonctionnement, dans la mesure o le connecteur 550 est rigidement relié au boîtier 532 dans l'ouverture 552, le piston 503' est fixe par rapport au boîtier puisqu'il est solidarisé à l'embase de connexion 512, elle-même retenue par le connecteur 550. Aussi, lorsque la température du fluide dans lequel 10 baigne le corps 502' et/ou lorsque les moyens de chauffage 508' sont alimentés en énergie électrique depuis le connecteur 550, la cire 504' se dilate et provoque le déplacement du corps 502' par rapport au piston fixe 503'. Ce mouvement du corps entraîne le clapet 544 à l'encontre du ressort 582 en l'écartant du siège 546. Lorsque la cire se contracte, le ressort 582 ramène le clapet 44 en direction 15 de son siège.

Sur les figures 14 à 17 sont représentées des variantes de la vanne 530, respectivement numérotées 630, 730 et 830. Pour chacune de ces vannes, les éléments communs avec la vanne 530 de la figure 13 portent les mêmes références augmentées respectivement de 100, 200 et 300.

La vanne thermostatique 630 des figures 14 et 15 se distingue essentiellement de la vanne 530 par, d'une part, le moyen de formation de son siège 646, et, d'autre part, l'alignement sensiblement co-axial de l'orifice d'admission 633 et du conduit de sortie 642. De plus, la vanne 630 représenté comporte un boîtier secondaire 634 à même d'être solidarisé au boîtier principal 25 632, de façon à former un conduit d'entrée 636.

Plus précisément, comme représenté plus en détail sur la figure 15, l'étrier 680, adapté pour la reprise d'effort élastique du ressort 682, délimite par une couronne 680A le siège 646 et comporte des branches 680B qui s'étendent depuis cette couronne 680A à l'embase de connexion 612. Plus précisément, les 30 extrémités libres des branches 680B sont reliées par une couronne annulaire 680G qui forme un insert de retenue entre l'embase 612 et le connecteur 650, analogue à l'insert 62 pour l'embase 12.

De plus, l'étrier 680 comporte une bride annulaire périphérique 680C adaptée pour être interposé de façon étanche entre les boîtiers 632 et 634, de façon à immobiliser l'étrier par rapport à ces boîtiers.

L'assemblage de la vanne 630 s'effectue en introduisant l'élément 5 thermostatique 601', l'embase 612, le clapet 644 solidarisé au corps 602' de l'élément thermostatique, et l'étrier 680 à l'intérieur du boîtier 632 à travers l'orifice 633. Le connecteur 650 est préalablement introduit et solidarisé dans l'ouverture correspondante 652, depuis l'extérieur du boîtier 632. Le boîtier secondaire 634 est ensuite solidarisé au le boîtier 632.

Le fonctionnement de la vanne 630 est sensiblement analogue à celui de la vanne 530, l'étrier 680 assurant une bonne rigidité mécanique de l'ensemble thermostatique disposé dans l'écoulement du fluide.

La vanne thermostatique 730 de la figure 16 ne se distingue de la vanne 630 que par la disposition relative des conduits d'entrée 736 et sortie 742, ces 15 conduits s'étendant transversalement l'un à l'autre. L'assemblage de la vanne 730 est analogue à celui de la vanne 530, le connecteur 750 étant introduit dans le boîtier 732 depuis l'intérieur de ce dernier, c'est-à- dire au travers de l'orifice 733, avant que l'ensemble thermostatique soit introduit à travers ce même orifice. La solidarisation du connecteur 750 au boîtier est par exemple assurée 20 par un circlips ou analogue.

La vanne thermostatique 830 de la figure 17 comporte un boîtier principal 832 de forme incurvée telle que le conduit d'entrée 836 est décalé axialement par rapport au conduit de sortie 842, tout en lui étant parallèle.

De plus, le connecteur d'alimentation 850 comporte une base 850A fixée 25 sur l'embase de connexion 812 et une console 850B fixée de façon étanche dans l'ouverture 852 du boîtier 832, les directions longitudinales de la base 850A et de la console 850B étant sensiblement orthogonales. La base 850A et la console 850B sont reliées électriquement l'une à l'autre par une gaine tubulaire 850C dans lequel sont logés des conducteurs électriques. Avantageusement, 30 cette gaine 850C est à même d'être rigidifié par une injection de matière solidifiante, telle que de la résine d'époxy.

L'assemblage de la vanne 830 comporte une première étape dans laquelle le connecteur 850 est introduit dans le boîtier 832 depuis l'extérieur.

Plus précisément, la base 850A et la gaine souple 850C sont introduites dans le boîtier à travers l'ouverture 852, jusqu'à ce que la console 850B soit également introduite dans cette ouverture pour y être solidarisée. Dans une deuxième étape, l'élément thermostatique 801' et l'embase 812 sont introduits dans le 5 boîtier à travers l'ouverture 833, jusqu'à fixation de l'embase à la base 850A du connecteur. La gaine 850C étant souple, elle peut être légèrement déformée pour amener la base 850A au niveau de l'ouverture 833 et faciliter ainsi l'opération de liaison mécanique entre l'embase et le connecteur. Le boîtier 834 est ensuite solidarisé au boîtier 832.

Pour assurer la tenue mécanique des éléments disposés dans l'écoulement du fluide, notamment lorsque ce dernier est à fort débit, la gaine de liaison 850C est rigidifiée une fois que les connexions électriques nécessaires à l'alimentation des moyens 808' de chauffage électrique de l'élément thermostatique 801' sont réalisées, ainsi que leur isolation Divers aménagements et variantes aux vannes décrites ci-dessus sont en outre envisageables, notamment en combinant pour une même vanne des détails de réalisation ou d'assemblage décrits pour différentes vannes.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1. Ensemble thermostatique à commande électrique, comportant un 5 élément thermostatique (1; 201, 301; 501'; 601'; 701'; 801') pourvu d'un corps (2; 202; 302; 502', 602'; 702'; 802') qui contient une matière dilatable (4; 504') et d'un piston (3; 203; 303; 503', 603'; 703'; 803') mobile par rapport au corps, et des moyens (8; 508') de chauffage électrique qui comprennent une enveloppe (9; 209; 309; 509'; 609'; 709'; 809') plongée au moins en partie z0 dans la matière dilatable de l'élément thermostatique et une résistance chauffante logée dans l'enveloppe et adaptée pour être connectée à une alimentation électrique, caractérisé en ce qu'il comporte une embase rapportée (12; 212; 312; 512; 612; 712; 812) de connexion électrique, solidarisée de façon étanche à l'enveloppe (9; 209; 309; 509'; 609'; 709'; 809') et adaptée 15 pour positionner des plots (10; 510') de connexion électrique de la résistance chauffante.

2. Ensemble thermostatique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le piston (503'; 603'; 703'; 803') de l'élément thermostatique (501'; 601'; 701'; 801') forme l'enveloppe (509'; 609'; 709'; 809') des moyens de chauffage 20 électrique (508').

3. Ensemble thermostatique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un joint d'étanchéité (18) interposé entre l'enveloppe (9; 209; 309; 509'; 609'; 709'; 809') et le volume (V12) de l'embase de connexion électrique (12; 212; 312; 512; 612; 712; 812) dans lequel sont positionnés les 25 plots (10; 510').

4. Ensemble thermostatique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase de connexion électrique (12; 212; 312; 512; 612; 712; 812) comporte un corps tubulaire formant intérieurement un support (20) adapté pour positionner les plots (10; 510') de connexion de la 30 résistance chauffante, par complémentarité de formes.

5. Ensemble thermostatique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase de connexion électrique (12; 212; 312; 512; 612; 712; 812) est formée d'une seule pièce, réalisée par exemple en matière plastique moulée.

6. Ensemble thermostatique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase (12; 212; 312; 512; 612; 712; 5 812) est équipée de moyens (62, 64) de liaison mécanique avec un connecteur d'alimentation électrique (50) desdits moyens de chauffage (8; 508').

7. Ensemble thermostatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase (12; 512; 612; 712; 812) maintient en position l'enveloppe (9; 509', 609', 709', 809') par rapport à un support (62; 550; 662; 1o 750; 850A) auquel l'embase est apte à transmettre la résultante des efforts de réaction exercés par le piston (3; 503', 603', 703', 803') sur la matière dilatable (4; 504').

8. Vanne thermostatique pour circuit de refroidissement, notamment associé à un moteur thermique, comportant un boîtier principal (32; 232; 332 15 532; 632; 732; 832) qui forme un orifice d'entrée (36, 236; 336; 533; 633; 733; 833) d'un fluide et au moins un orifice de sortie (33; 233; 333; 542; 642; 742; 842) de ce fluide, un clapet (44; 244; 344; 544; 644; 744; 844) mobile par rapport au boîtier et adapté pour réguler le passage du fluide entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie, et un siège (46; 246; 346; 546; 646; 746; 846) 20 de réception du clapet, fixe par rapport au boîtier, caractérisée en ce qu'elle comporte, d'une part, un ensemble thermostatique à commande électrique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, le clapet (44; 244; 344; 544; 644; 744; 844) étant adapté pour être entraîné par le piston (3; 203; 303) ou le corps (502', 602' ; 702'; 802') de l'élément thermostatique (1 25 201, 301; 501'; 601'; 701'; 801'), et, d'autre part, un connecteur d'alimentation électrique (50; 250; 350; 550; 650; 750; 850) pourvu de moyens (66, 68) de conduction électrique et de raccordement à l'embase de connexion électrique (12; 212; 312; 512; 612; 712; 812), le connecteur étant fixé de façon étanche sur l'embase.

9. Vanne suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens (66, 68) de conduction électrique et de raccordement du connecteur (50; 250; 350; 550; 650; 750; 850) comprennent des broches souples (68) de raccordement électrique, adaptées pour se placer au contact des plots (10 510') de connexion de la résistance chauffante.

10. Vanne suivant l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que le connecteur d'alimentation électrique (50; 250; 350; 550; 650; 750; 850) est 5 solidarisé de façon étanche au boîtier principal (32; 232; 332; 532; 632; 732; 832).

11. Vanne suivant l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisée en ce que le connecteur d'alimentation électrique (850) comporte une base (850A) fixée sur l'embase de connexion (812), une console (850B) 10 solidarisée de façon étanche au boîtier principal (832) et une gaine (850C) de raccordement électrique reliant la base à la console, ladite gaine étant adaptée pour être rigidifiée.

12. Vanne suivant l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un étrier rigide (80; 280; 380; 580; 680; 15 780; 880) qui porte ou délimite le siège (46; 246; 346; 546; 646; 746; 846) de réception du clapet (44; 244; 344; 544; 644; 744; 844) et qui est solidarisé, d'une part, au boîtier principal (32; 232; 332; 532; 632; 732; 832) et, d'autre part, à celui du piston (503'; 603'; 703'; 803') ou du corps (2; 202; 302) de l'élément thermostatique (1; 201, 301; 501'; 601'; 701'; 801') qui 20 n'est pas apte à entraîner le clapet.

13. Vanne suivant la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comporte un boîtier secondaire (34; 234; 334; 634; 734; 834) relié de façon étanche au boîtier principal (32; 232; 332; 632; 732; 832) au niveau d'un de ses orifices d'entrée (633; 733; 833) ou de sortie (33; 233; 333) en enserrant 25 une bride de solidarisation (80C; 680C) de l'étrier (80; 280; 380; 680; 780; 880).

14. Vanne suivant la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comporte un couvercle (88) relié de façon étanche au boîtier principal (32) et adapté pour solidariser une bride (80C) de l'étrier (80) au boîtier principal.

15. Vanne suivant l'une quelconque des revendications 12 à 14, caractérisée en ce que l'étrier rigide (680; 780; 880) comprend un insert (680G) de liaison mécanique entre l'embase de connexion (612; 712; 812) et le connecteur d'alimentation (650; 750; 850).

16. Vanne suivant l'une quelconque des revendication 8 à 15, caractérisée en ce que le corps (302; 502' ; 602' ; 702' ; 802') de l'élément thermostatique (301, 501' ; 601' ; 701' ; 801') est disposé dans le boîtier principal (332; 532; 632; 732; 832) sur le trajet d'écoulement du fluide entre l'orifice 5 d'entrée (336; 533; 633; 733; 833) de ce fluide et le ou au moins un des orifices de sortie (333; 542; 642; 742; 842) de ce fluide.

17. Vanne suivant l'une quelconque des revendication 8 à 15, caractérisée en ce que le boîtier principal (32; 232) délimite une voie de circulation d'un fluide autre que celui régulé par le clapet (44; 244), le corps (2; 1o 202) de l'élément thermostatique (1; 201) étant disposé dans le boîtier principal sur le trajet de cet autre fluide.

18. Vanne suivant l'une quelconque des revendications 8 à 17, le corps (2; 202; 302) de l'élément thermostatique étant fixe par rapport au boîtier principal (32; 232; 332), caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (70; 15 270; 370) de liaison entre le clapet (44; 244; 344) et le piston (3; 203; 303), adaptés pour, lorsque la différence de pression de part et d'autre du clapet est inférieure à une valeur prédéterminée, lier cinématiquement le clapet et le piston l'un à l'autre, et, lorsque cette différence de pression est supérieure à ladite valeur prédéterminée, permettre le déplacement du clapet par rapport au piston 2 0 suivant la direction (X-X) de déplacement du piston.

19. Procédé d'assemblage d'une vanne suivant l'une quelconque des revendications 8 à 18, dans lequel le connecteur d'alimentation électrique (50 350; 550; 650; 750; 850) est solidarisé au boîtier principal (32; 332; 532; 632; 732; 832) en étant introduit dans une ouverture correspondante (52; 352; 25 552; 652; 752; 852) du boîtier principal depuis l'intérieur ou l'extérieur de ce boîtier, puis l'ensemble thermostatique est, dans un état pré-assemblé, introduit dans le boîtier principal jusqu'à ce que son embase de connexion (12; 312 512; 612; 712; 812) soit fixée au connecteur d'alimentation.