FR2896319A1 - Thermostat de regulation d'un fluide et procede de fabrication d'un tel thermostat - Google Patents

Abstract

Ce thermostat (1) comporte un corps (10) qui, pour allier une grande résistance mécanique et thermique, un débit de fluide élevé à travers le thermostat et une fabrication simple, comprend une pièce métallique monobloc (11) incluant successivement suivant l'axe (X-X) d'un élément thermostatique (20) du thermostat :- une patte (12) d'appui pour le piston (22) de cet élément, qui s'étend transversalement à cet axe,- une partie tubulaire (13) centrée sur cet axe et délimitant un siège d'obturation (13A), et- des bras (14) de support d'un ressort (40) de rappel de cet élément, qui s'étendent en longueur globalement selon la direction axial de l'élément et qui délimitent chacun, à leur extrémité (14A) opposée à la partie tubulaire, une surface (14A1) de contact avec le ressort contre laquelle le ressort comprimé est pressé.

Description

La présente invention concerne un thermostat de régulation d'un fluide,

notamment d'un fluide de refroidissement d'un moteur à combustion interne, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel thermostat.

L'invention s'intéresse plus particulièrement aux thermostats combinant, d'une part, un élément thermostatique sollicité en température par le fluide à réguler, qui commande l'obturation d'un écoulement de fluide à travers le thermostat et qui est associé à un ressort de rappel, et, d'autre part, un corps à l'intérieur duquel sont agencés, cet élément thermcstatique et ce ressort. Le corps du thermostat doit répondre à des contraintes opposées : d'un côté, la structure doit être suffisamment rigide pour encaisser la pression du fluide régulé et les efforts mécaniques liés au travail de l'élément thermostatique et de son ressort de rappel et, d'un autre côté, cette structure doit être suffisamment ajourée pour délimiter une ou plusieurs voies de passage du fluide à travers le thermostat, avec des débits satisfaisants. Traditionnellement, le corps de ce type de thermostat est moulé en une matière plastique pour de nombreuses raisons, notamment la facilité et le coût de fabrication. Toutefois, l'utilisation de matière plastique implique des contraintes de conception significatives, liées à la tenue mécanique modérée de la matière plastique, notamment au fluage : au sein d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne, le corps du thermostat est soumis à des vibrations et la température du fluide de refroidissement peut, pour certains régimes moteurs, atteindre des valeurs élevées. La prise en compte de ces contraintes mécaniques et thermiques oblige à dimensionner le corps du thermostat en matière plastique avec des épaisseurs de parois significatives, limitant le débit maximal admissible à travers le thermostat. Pour contourner en partie cet inconvénient, on a proposé, par le passé, de renforcer la structure du corps en matière plastique avec une ou plusieurs pièces métalliques rapportées. En particulier, une rondelle métallique est parfois prévue dans la zone du corps du thermostat, qui encaisse la réaction du ressort de rappel de l'élément thermostatique. Cependant, le recours à de telles pièces métalliques rapportées complique à la fois la conception du corps du thermostat, ce qui limite les possibilités d'implantation du thermostat en divers points d'un même circuit de refroidissement ou/et au sein de circuits différents, et la fabrication du thermostat, qui nécessite l'assemblage d'un grand nombre de pièces. Par le passé, on a également proposé d'intégrer le thermostat au sein d'un corps en deux parties distinctes en matière plastique, de formes généralement tubulaires, à rapporter l'une sur l'autre avec interposition d'un joint d'étanchéité. Ce corps, qui s'apparente à un boîtier, présente des risques de fuite importants et intègre généralement un étrier métallique interne de renfort, destiné à encaisser les efforts liés au travail de l'élément thermostatique, ce qui, de nouveau, complique la conception du thermostat et sa fabrication. Le but de la présente invention est de prcposer un thermostat, notamment pour un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne, dont le corps présente une structure qui à la fois encaisse efficacement les efforts liés au travail de l'élément thermostatique intégré au thermostat et qui autorise un débit de fluide régulé substantiel, tout en étant facile à fabriquer et à assembler aux autres composants du thermostat.

A cet effet, l'invention a pour objet un thermostat de régulation d'un fluide, notamment d'un fluide de refroidissement d'un moteur à combustion interne, comportant : - un élément thermostatique qui comprend, d'une part, une coupelle remplie d'une matière thermodilatable et adaptée pour obturer un écoulement de fluide à t:_avers le thermostat par contact contre un siège associé, et, d'autre part, un piston déplaçable par rapport à la coupelle le long d'un axe de l'élément sous l'effet de la matière thermodilatable lors d'une variation de température du fluide à réguler, - un ressort comprimé adapté pour rappeler la coupelle et le piston l'un vers l'autre, et - un corps de circulation du fluide à réguler, dans lequel sont agencés l'élément thermostatique et le ressort de manière que, en service, le piston est immobilisé par rapport au corps, le siège d'obturation associé à la coupelle est lié fixement au corps, et l'effort de décompression du ressort est encaissé par le corps, caractérisé en ce que le corps comprend ure pièce métallique monobloc, incluant successivement suivant l'axe de l'élément thermostatique : une patte d'appui fixe pour le piston, qui s'étend suivant une direction transversale à l'axe de l'élément, - une partie tubulaire qui est sensiblement centrée sur l'axe de l'élément et qui délimite le siège d'obturation, et - au moins un bras de support du ressort, qui s'étend en longueur globalement selon la direction axiale de l'élément et qui délimite, à une première de ses extrémités opposée à la partie tubulaire, une surface de contact avec le ressort contre laquelle le ressort comprimé est pressé. Le fait de réaliser le corps du thermostat selon l'invention avec une pièce métallique monobloc présente d'abord des avantages structurels inhérents à la nature métallique de cette pièce : la tenue aux températures élevées est améliorée, notamment par rapport à un corps en matière plastique, et l'épaisseur des parois de ce corps peut être modérée tout en atteignant des niveaux de résistance mécanique satisfaisants, cette épaisseur étant notamment moindre que celle de parois en matière plastique présentant un niveau de résistance analogue. Cette structure autorise ainsi de grandes sections d'écoulement de fluide à travers le thermostat et, par conséquent, des débits de régulation élevés. De plus, ce corps monobloc métallique peut être facilement obtenu en travaillant de manière appropriée une feuille métallique, en particulier par emboutissage. En outre, la tenue mécanique de ce corps, notamment vis-à-vis de l'élément thermostatique et de son ressort de rappel, tant lors de l'assemblage que du fonctionnement du thermostat, permet d'éviter de rapporter des pièces de rigidification du corps, ce qui facilite la conception de ce corps et le rend ainsi à même d'être aisément implanté en différents points d'un circuit de refroidissement. La géométrie extérieure du corps peut également être adaptée à volonté, par exemple pour que le corps puisse être mis en place à l'extrémité d'un tube en inox avant d'être coiffé par une durite, sans interposition d'un joint d'étanchéité, ou par exemple pour que la forme extérieure du corps s'apparente à celle d'une tubulure de thermostats préexistants. Avantageusement, la pièce métallique monobloc du corps du thermostat selon l'invention est prévue pour faciliter la fabrication du thermostat, en permettant un assemblage rapide et facile des autres composants du thermostat. A cet effet, à son extrémité tournée vers la partie tubulaire, le ou chaque bras est relié au reste de la pièce métallique monobloc de façon déformable entre une position de service, dans laquelle la surface de contact est disposée à l'aplomb d'une extrémité du ressort, suivant la direction de décompression du ressort, et une position d'assemblage, dans laquelle la surface de contact est écartée de la place qu'elle occupe lorsque le bras est en position de service, en s'éloignant de l'axe de l'élément thermostatique. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de ce thermostat, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles : le ou chaque bras est déplaçable entre ses positions d'assemblage et de service par basculement autour d'un axe sensiblement orthoradial à l'axe de L'élément thermostatique ; - la première extrémité du ou de chaque bras présente une forme de crochet dont l'évidement est adapté pour recevoir une spire d'extrémité du ressort, lei fond de cet évidement délimitant la surface de contact ; - deux bras diamétralement opposés par rapport à 25 l'axe de l'élément thermostatique sont prévus ; - la partie d'extrémité du piston opposée à la coupelle est étagée suivant l'axe de :L'élément thermostatique de manière que l'extrémité libre cu piston présente une dimension transversale maximale inférieure à 30 celle du reste de cette partie d'extrémité, un épaulement étant formé entre cette extrémité libre et le reste de la partie d'extrémité, tandis que la patte d'appui comprend une surface d'appui pour cet épaulement et un orifice de réception de cette extrémité libre, cet orifice traversant axialement de part en part une paroi correspondante de la patte et débouchant sur la surface d'appui ; - l'orifice de réception et l'extrémité libre du piston présentent des sections transversales sensiblement complémentaires l'une de l'autre ; il comporte en outre un obturateur rapporté fixement à la coupelle, adapté pour venir en contact étanche contre le siège pour fermer l'écoulement de fluide à travers le thermostat, et muni de moyens de glissement contre la face intérieure d'une paroi de la partie tubulaire, distincte du siège d'obturation ; - les moyens de glissement comportent plusieurs doigts distincts répartis de manière sensiblement uniforme suivant la périphérie de l'obturateur ; - la pièce métallique monobloc inclut en outre au moins une languette déformable adaptée pour mettre en prise élastiquement un orifice ou un renflement associé d'un tube lorsque cette pièce est au moins partiellement introduite dans ce tube ; - la ou chaque languette est intégrée au ou à l'un des bras. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un thermostat de régulation d'un fluide tel que défini ci-dessus, dans lequel on obtient la pièce métallique monobloc par emboutissage d'une tôle métallique de sorte que la patte d'appui, la partie tubulaire et le ou les bras sont venus d'emboutissage les uns avec les autres. Suivant une caractéristique avantageuse de ce procédé : on introduit, suivant l'axe de L'élément thermostatique, l'élément thermostatique et le ressort à l'intérieur d'au moins la partie tubulaire, - on comprime axialement le ressort, en direction de la partie tubulaire, au-delà du niveau axial de la première extrémité du ou de chaque bras, -tout en maintenant le ressort ainsi comprimé, on approche de l'axe la première extrémité du ou de chaque bras, en déformant son extrémité opposée, jusqu'à ce que la surface de contact soit disposée sensiblement à l'aplomb axial du ressort, et - on décomprime le ressort jusqu'à ce que ce 10 dernier vienne presser axialement la surface de contact du ou de chaque bras. Avantageusement, lors de son emboutissage, la pièce métallique monobloc est directement obtenue avec la première extrémité du ou de chaque bras à une distance 15 radiale de l'axe de l'élément thermostatique supérieure aux dimensions radiales correspondantes de cet élément et du ressort. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre 20 d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels : les figures 1 et 2 sont des coupes longitudinales d'un thermostat selon l'invention, selon des plans de coupe respectifs perpendiculaires l'un à l'autre, 25 les moitiés gauche de ces figures illustrant le t:ermostat en train d'être mis en place au sein d'une voie d'écoulement de fluide, tandis que les moitiés droites illustrent le thermostat une fois que cette mise en place est terminée ; 30 - la figure 3 est une vue en perspective du corps, considéré seul, du thermostat des figures 1 et 2, avant assemblage des autres composants du thermostat, les plans de coupe des figures 1 et 2 étant respectivement référencés I et II à la figure 3 ; - la figure 4 est une vue en perspective de l'obturateur, considéré seul, du thermosta= selon l'invention ; - la figure 5 est une coupe longitudinale partielle du thermostat des figures 1 et 2, dans un plan différent de ceux des figures 1 et 2, correspondanT au plan référencé V à la figure 3 ; et - la figure 6 est une coupe analogue à figure 2, illustrant l'assemblage, dans le corps de la figure 3, des autres composants du thermostat, les moitiés gauche et droite de la figure 6 étant respectivement associées à des étapes successives de cet assemblage. Sur les figures 1 et 2 est représenté un thermostat 1 destiné à réguler l'écoulement d'un fluide de refroidissement, circulant par exemple au sein d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne. En service, ce thermostat est prévu pour être mis en place au niveau de la zone de raccordement entre un tube 2 de sortie d'un échangeur appartenant au circuit de refroidissement et une durite 3 d'acheminement du liquide en un point. aval de ce circuit. Le tube 2 est par exemple un tube métallique, correspondant à l'évacuation d'un échangeur associé à un système de recirculation des gaz d'échappement, couramment appelé système EGR (pour l'expression anglaise correspondante Exhaust Gas Recirculation ). Ce système EGR est un dispositif antipollution qui injecte une partie des gaz d'échappement dans la tubulure d'admission du moteur, pour réduire les crêtes de température de combustion et donc la formation de polluants tels que des oxydes d'azote. Comme indiqué par la flèche 4, le fluide de refroidissement sortant de l'échangeur de ce système EGR est admis à l'entrée du thermostat 1 qui, en fonct-on de la température de ce fluide, commande l'alimentaticn de la durite 3 par ce fluide, comme indiqué par la flèche 5. La mise en place du thermostat 1 au niveau de la zone de jonction entre le tube 2 et la durite 3 sera décrite plus loin. Par commodité, la suite de la description est orientée par rapport à l'écoulement de fluide à travers le thermostat 1 considéré sur les figures 1 et 2, de sorte que les termes haut et supérieur désignent une direction dirigée selon le sens des écoulements 4 et 5, c'est-à-dire dirigée vers les parties hautes des figures 1 à 6, tandis que les termes bas et inférieur désignent une direction de sens opposé. Ainsi, le Iluide de refroidissement balaye verticalement de bas en haut le thermostat 1 lorsque ce dernier est ouvert. Le thermostat 1 s'étend en longueur suivant une direction verticale sur les figures 1 et 2, autour d'un axe central X-X. Il comprend quatre composants distincts, assemblés les uns aux autres comme décrit plus loin, à savoir un corps externe 10, un élément thermostatique 20, un obturateur 30 et un ressort 40.

Le corps 10, représenté seul à la figure 3, se présente sous la forme d'une pièce métallique monobloc 11 qui s'étend le long et autour de l'axe X-X et à l'intérieur de laquelle sont agencés les autres composants 2D, 30 et 40.

L'élément thermostatique 20 comprend une coupelle inférieure 21 centrée sur l'axe X-X et contenant une matière thermodilatable telle qu'une cire. Cette coupelle baigne en permanence dans le fluide alimentant le thermostat 1 de sorte que l'élément 2C est thermiquement sollicité par le fluide. L'élément 20 comprend également un piston supérieur 22 centré sur l'axe X-X et déplacable par rapport à la coupelle 21 suivant un mouvement de translation selon l'axe X-X. Ce piston est déplaçable sous l'effet de la dilatation de la matière thermodilatable contenue dans la coupelle 21, le piston étant déployé à l'extérieur de la coupelle lorsque cette matière est échauffée. Le piston 22 comprend une partie d'extrémité supérieure 22A étagée suivant l'axe X-X : cette partie 22A inclut, à son extrémité libre, un pion extrême supérieur 22A1 venu de matière avec la tige 22A2 constituant le reste de la partie 22A et présentant un diamètre plus petit que cette tige. Un épaulement radial 22A3 est ainsi délimité entre le pion 22A1 et la tige 22A2.

En service, le piston 22 est prévu pour être axialement immobile par rapport au corps 10. A cet effet, la partie d'extrémité 22A de ce piston prend axialement appui contre une paroi 12A de la pièce =11, centrée sur l'axe X-X et s'étendant globalement dans un plan sensiblement perpendiculaire à cet axe. Cette paroc 12A est traversée, de part en part, par un orifice cylindrique 12A1 d'axe X-X et présentant une section tra:zsversale sensiblement ajustée à celle du pion extrême supérieure 22A1 du piston 22.

L'obturateur 30 comporte un corps principal annulaire 31 centré sur l'axe X-X et solidarisé à demeure à la coupelle 21, en étant par exemple emmanché en force autour d'une partie renflée 21A de cette coupelle. A son extrémité supérieure, le corps 31 est muni d'un rebord périphérique 32 s'étendant radialement en saillie vers l'extérieur du corps 31. Ce rebord 32 forme un clapet de fermeture de la circulation du fluide à travers le thermostat 1. A cet effet, le rebord 32 est adapté pour venir s'appuyer de maniere etanche contre un siège associe constitué par une paroi 13A de la pièce 11, de forme tronconique centrée sur l'axe X-X. En service, comme le piston 22 de l'élément 20 est immobilisé par rapport au corps 10, une augmentation de la température du fluide alimentant le thermostat provoque la translation, vers le bas et suivant l'axe X{, de la coupelle 21 et donc de l'obturateur qui y est lié, le rebord 32 s'écartant alors de la paroi de siège 13A pour laisser passer le fluide à travers le thermostat, vers la durite 3.

Pour guider le mouvement de tran.slatior de la coupelle 21 et de l'obturateur 30 au sein du thermostat 1, l'obturateur est avantageusement muni de quatre doigts 33 répartis uniformément suivant la périphérie extérieure du corps 31. Comme représenté sur les figures 4 et 5, chaque doigt 33 s'étend radialement en saillie vers l'extérieur de la face extérieure du corps 31, en dessous du rebord 32 et sur une distance plus grande que celle du rebord 32. Chaque doigt 33 est ainsi dimensionné de sorte que la distance radiale entre l'axe X-X et le chant d'extrémité extérieure 33A du doigt soit sensiblement égale au rayon de la face intérieure 13B1 d'une paroi 13B de la pièce 11, de forme cylindrique à base circulaire d'axe X-X. De la sorte, lorsque la coupelle 21 est entraînée en translation et qu'elle entraîne de manière correspondante l'obturateur 30, les chants d'extrémité 33A des doigts 33 glissent contre la face intérieure 13B1 de la paroi 13B, comme indiqué par la flèche 33B à la figure 5. Comme les doigts 33 sont régulièrement répartis suivant la périphérie extérieure du corps 31, ils guident efficacement le mouvement de translation de l'obturateur par rapport à la paroi cylindrique 13B, en le centrant sur l'axe de cette paroi, c'est-à-dire l'axe X-X. On comprend que le diamètre intérieur de la paroi cylindrique 13B est supérieur au diamètre intérieur maximal de la paroi tronconique 13A. En pratique, la paroi 13A et la paroi 13B, située axialement juste au-dessous de la paroi 13A, sont venues de matière l'une avec l'autre, en étant raccordées l'une à l'autre par un épaulement radial 13C de la pièce 11. De la sorte, les parois 13$ et 13B forment, avec l'épaulement 13C, une partie 13 de la pièce 11, de forme tubulaire et à paroi pleine suivant sa périphérie, comme bien visible à la figure 3. Comme représenté sur les figures 1 à 3, la partie tubulaire 13 est, sur son côté supérieur, raccordée à la paroi 12A par deux branches 12B diamétralement oppàsées par rapport à l'axe X-X. Chaque branche 12B s'étend d'une zone restreinte de la périphérie supérieure de la paroi 13A jusqu'à la paroi 12A, suivant une direction globale inclinée par rapport à l'axe X-X. La paroi 12A et les deux branches 12B forment ainsi une patte 12 transversale à l'axe X-X et passant par cet axe, de part et d'autre de laquelle le fluide peut s'écouler librement vers La durite 3.

Sur son côté inférieur, la partie tubulaire 13 est venue de matière avec deux bras 14 de la pièce 11, qui s'étendent globalement en longueur suivant la direction de l'axe X-X, en étant diamétralement opposés l'un à l'autre par rapport à cet axe, comme visible aux figures 2 et 3.

L'extrémité inférieure 14A de chaque bras 14 se présente sous la forme d'un crochet dont l'évidement est dirigé vers le haut. Cet évidement est adapté pour recevoir la spire d'extrémité inférieure 41 du ressort 40, la forme en crochet assurant un calage transversal pour cette spire 41. A l'état assemblé du thermostat 1, le ressort 40 est interposé entre les extrémités 14A des bras 14 et l'obturateur 30, la spire d'extrémité supérieure 42 de ce ressort entourant la coupelle 21. Le ressort 40 est prévu pour rappeler la coupelle 21 en direction du piston 22 lorsque la matière thermodilatable contenue dans la coupelle se contracte, en particulier lors d'une baisse de la température du fluide dans lequel baigne la coupelle. En pratique, le ressort 40 est assemblé comprimé entre l'obturateur 30 et les bras 14, de manière à développer un effort de rappel suffisant lors du fonctionnement du thermostat 1. Dans ces conditions, on comprend que la spire 41 est en contact pressant vers le bas contre la s_lrface de fond 14A1 de l'évidement de l'extrémité en forme de crochet 14A de chaque bras. A son extrémité supérieure 14B, chaque bras 14 est venue de matière avec une zone restreinte de la p5riphérie inférieure de la paroi cylindrique 13B. Ainsi, la pièce métallique monobloc 11 constituant le corps 10 inclut, successivement suivant l'axe X-X, la patte 12, la partie tubulaire 13 et les bras 14. Cette pièce 11 est avantageusement obtenue pour l'essentiel par emboutissage d'une tôle mécanique prédécoupée, la patte 11 et les bras 14 étant respectivement venus d'emboutissage avec la partie tubulaire 13. Pour faciliter l'emboutissage de cette tôle, les bras 14 sont décalés angulairement, autour de l'axe X-X, d'environ 90 par rapport aux branches 12B de la patte 12, ce qui revient à dire que l'angle a formé entre les plans I et II indiqués à la figure 3 vaut environ 90 . L'orifice 12A1 est aisément obtenu par découpage ou poinçonnage de la paroi 12A, autrement dit par une opération de faible coût et facilement automatisable. L'assemblage du thermostat 1 consiste à agencer, à l'intérieur de la pièce 11, à la fois l'élément thermostatique 20, dont la coupelle 21 est préalablement munie de manière fixe de l'obturateur 30, et le ressort comprimé 40. Pour faciliter cet assemblage, l'extrémité supérieure 14B de chaque bras 14 est avantageusement déformable à la façon d'une charnière de manière que chaque bras est déplaçable par rapport au reste de la pièce 11 par basculement autour d'un axe 14B1 s'étendant au niveau de l'extrémité 14B, suivant une direction sensiblement orthoradiale à l'axe X-X, comme indiqué sur la figure 6.

Plus précisément, si on considère la pièce 11 à la fin de sa phase de fabrication par emboutissage, les bras 14 ne s'étendent pas de manière rigoureusement parallèle à l'axe X-X, mais sont inclinés par rapport à cet axe, en s'éloignant de l'axe vers le bas, comme représenté sur la figure 3 et sur la partie gauche de la figure 6. En coupe longitudinale comme à la figure 6, l'angle 8 formé entre la direction longitudinale de chaque bras et l'axe X-X vaut ainsi quelques degrés, par exemple 5 environ. Autrement dit, la distance radiale, notée d14A dans la partie gauche de la figure 6, entre l'extrémité 14A de chaque bras et l'axe X-X est supérieure à la distance radiale entre l'extrémité 14B et l'axe. Dans cette position, les extrémités 14A sont chacune suffisamment distantes de l'axe X-X pour ne pas gêner l'introduction axiale, par le bas, des autres composants du thermostat 1 dans le corps 10. Autrement dit, la distance radiale précitée d14A est prévue supérieure aux dimensions radiales correspondantes d30 et d41 de l'obturateur 30 porté par l'élément thermostatique 20 et du ressort 40, comme représenté dans la partie gauche de la figure 6. L'élément thermostatique 20 est alors introduit entre les bras 14 puis à l'intérieur de la partie tubulaire 13, comme indiqué par la flèche A, jusqu'à ce que le pion extrême supérieur 22A1 du piston 22 soit reçu dans :L'orifice traversant 12A1 de la paroi 12A, permettant un centrage de l'élément 20 à l'intérieur de la pièce 11, le long de l'axe X-X. L'introduction de l'élément thermostatique ainsi centré se poursuit jusqu'à ce que l'épaulement 22A3 prenne axialement appui contre la surface inférieure 12A2 de la paroi 12A, comme sur la partie droite de la figure 6. Le pion 22A1 est alors bien visible depuis le haut du thermostat, à l'intérieur de l'orifice 12A1, ce qui permet de vérifier visuellement la bonne mise en place de l'élément 20, même si seulement une partie d'extrémité supérieure du corps 10 peut être librement observée. Comme l'obturateur 30 a préalablement été rapporté de manière fixe autour de la coupelle 21, l'introduction de l'élément thermostatique 20 permet la mise en place de l'obturateur 30 à l'intérieur de la partie tubulaire 13, avec les doigts 33 en appui glissant contre la face intérieure 13B1 de la paroi 13B. Pour éviter que les extrémités supérieures 14B des bras 14 ne gênent la mise en place de ces doigts 33 à l'intérieur de la paroi 13B, le positionnement angulaire autour de l'axe X-X entre l'obturateur 30 et la pièce 11 est avantageusement prévu pour que chaque doigt 33 soit décalé d'environ 45 par rapport au bras 14 suivant la périphérie de la paroi 13B, ce qui revient à dire que l'angle R formé entre ._es plans II et V indiqués à la figure 3 est sensiblement égal à 45 . Après avoir introduit l'élément thermostatique 20 dans la pièce 11, on introduit axialement le ressort 40 entre les bras 14 du bas vers le haut, c'est-à-dire suivant le même mouvement d'introduction A que l'élément 20. En variante, l'introduction du ressort peut être effectuée simultanément à celle de l'élément thermostatique. Une fois que la spire 42 est appuyée contre l'obturateur 30, le mouvement d'introduction vers le haut est poursuivi de manière à comprimer le ressort contre l'obturateur, jusqu'à ce que la spire 41 soit axialement disposé au-cessus du niveau axial des extrémités inférieures 14A des bras 14, comme représenté à la partie droite de la figue 6. En pratique, la compression du ressort peut être réalisée par un outillage s'étendant transversalement à l'axe X--X, entre les bras 14 suivant la périphérie de la pièce 11. Tout en maintenant le ressort dans cet état comprimé, les bras 14 sont alors basculés vers l'intérieur, c'est à dire en direction de l'axe X-X, autour de leur axe 14E1r comme indiqué par la flèche F14 sur la partie droite de la figure 6. Les extrémités 14A des bras sont ainsi chacune approchées de l'axe X-X, jusqu'à ce que ces extrémités soient disposés axialement à l'aplomb de la spire 41. Les bras s'étendent alors de manière sensiblement parallèle à l'axe X-X. L'outillage maintenant le ressort 40 à l'état comprimé est alors retiré, permettant une décompression partielle du ressort, jusqu'à ce que sa spire 41 vienne s'appuyer contre la face de fond 14A1 des extrémités 14A des bras 14. La spire 41 est calée dans les évidements délimités par la forme en crochet des extrémités 14A et empêche ces extrémités de s'écarter l'une de l'aute si les extrémités 14B tendent à se déformer spontanément pour faire retrouver aux bras 14 leur configuration initiale inclinée de fin d'emboutissage. Le thermostat est alors dans sa configuration assemblée des figures 1 et 2 et s'apparente ainsi à une cartouche d'un seul tenant., à même d'être ultérieurement implantée au sein d'un circuit de fluide.

L'assemblage du thermostat 1 est particuLièrement rapide et facile, lesdeux étapes essentielles de cet assemblage, à savoir l'introduction de L'élément thermostatique 20 et du ressort 40 suivant le mouvement linéaire A et le basculement des bras autour des axes 14B1 suivant le mouvement F14r pouvant être facilement automatisées, notamment le long d'une chaîne d'assemblage. De plus, aucune pièce, notamment de rigidification, n'est à rapporter sur la pièce 11 équipée intérieurement de l'élément 20 et du ressort 40.

Le thermostat 1 est par la suite mis en place au niveau de la zone de raccordement entre le tube 2 et la durite 3. A cet effet, comme représenté dans la partie gauche des figures 1 et 2, le corps 10 et le tube 2 sont rapprochés axialement l'un de l'autre, suivant la flèche B, de sorte que les bras 14 sont introduits en totalité à l'intérieur du tube 2. Avantageusement, le diamètre de la paroi 13B est prévu sensiblement égal au diamètre de l'extrémité du tube 2, tandis que la distance radiale séparant les faces extérieures des bras 14 est prévue inférieure au diamètre intérieur de cette extrémité du tube 2, un petit épaulement radial reliant ainsi chaque extrémité supérieure 14B des bras et deux zones restreintes diamétralement opposées de l'extrémité inférieure de la paroi 13B. De la sorte, la mise en place du thermostat 1 à l'extrémité du tube 2 consiste à introduire les bras 14 dans cette extrémité du tube, jusqu'à ce que le chant d'extrémité inférieure 13132 de la paroi 13B, libre entre les bras 14, vienne axialement s'appuyer contre le chant d'extrémité supérieure 2A du tube 2, comme visible dans le plan de la figure 1. Pour permettre le maintien du thermostat 1 à l'extrémité du tube 2, en particulier avant que la durite 3 ne soit mise en place, chaque bras 14 est muni, dans sa partie courante, d'une languette 15 venue de matière avec le reste du bras. Chaque languette est, par exemple, obtenue par découpage appropriée de la paroi constituant le bras 14, puis par cintrage de la languette ainsi découpée autour d'un axe 15B1 orthoradial à l'axe X-X. Chaque languette 15 comprend alors une extrémité inférieure 15B, venue de matière avec la partie courante du bras 14 et au niveau de laquelle s'étend l'axe 15B1, et une extrémité supérieure 15A libre, tandis que le corps de la Languette reliant les extrémités 15A et 15B prése:7te, en coupe longitudinale, un profil incurvé de concavité tournée vers le bas. Au repos, c'est-à-dire avant la mise en place du thermostat 1 à l'extrémité du tube 2, l'extrémité 15A de chaque languette s'étend audelà de la surface d'enveloppe extérieure du bras 14, en s'éloignant de l'axe X-X.

Lorsque le corps 10 et le tube 2 sont rapprochés l'un de l'autre suivant la flèche B, le chant d'extrémité 2A du tube est appuyé contre la surface extérieure ccncave de chaque languette et glisse contre cette surface en provoquant le basculement des languettes vers l'ixtérieur, en direction de l'axe X-X, autour de l'axe 15B1r comme indiqué par la flèche 15B2 sur la partie gauche de la figure 2. Lorsque le chant d'extrémité 2A vient ensuite s'appuyer contre le chant d'extrémité 13B2 de la paroi 13B, chaque languette 15 bascule élastiquement en sens inverse pour retrouver sa position initiale, grâce à la présence d'un trou 2B qui traverse radialement de part en part la paroi d'extrémité supérieure du tube 2, comme indiqué par la flèche 15B3 dans la partie droite de la figure 2. ;autrement dit, chaque languette 15 met en prise l'orifice associé 2B du tube 2, empêchant le dégagement intempestif du thermostat 1 vis-à-vis de ce tube. Le désassemblage du thermostat par rapport au tube reste possible, en basculant simultanément les deux languettes 15 vers l'i:itérieur, moyennant l'utilisation d'outils appropriés avec des pointes pouvant être introduites, depuis l'extérieur, dans chaque orifice 2B. La durite 3 est ensuite rapportée autour de l'extrémité supérieure du tube 2, comme indiqué par la flèche C sur les figures 1 et 2. L'extrémité infé=rieure de la durite vient coiffer le thermostat 1 et la partie d'extrémité supérieure du tube 2, jusqu'à recouvrir axialement un bossage périphérique externe 2C du tube 2, comme représenté dans la partie droite des figures 1 et 2.

L'immobilisation de la durite 3 autour du tube 2 est ensuite renforcée par un collier périphérique 6 ou analogue.

Divers aménagements et variantes au thermostat 1 et à son procédé de fabrication sont par ailleurs envisageables. A titre d'exemples : - les languettes de retenue 15 peuvent être intégrées, au sein du corps 10, à d'autres endroits qu'au niveau de la partie courante des bras 14, notamment en fonction de la géométrie du tube 2 à l'extrémité duquel le thermostat est à mettre en place ; - la géométrie extérieure du corps 10 n'est pas limitée à celle représentée aux figures ; en particulier, la zone du corps 10 s'étendant axialement entre la paroi de siège 13A et la paroi 12A d'appui de l'élément thermostatique 20 peut inclure une paroi tubulaire centrée autour de l'axe X-X, de manière à conférer à cette zone de la pièce 11 une géométrie de tubulure telle qu'elle existe actuellement pour des thermostats standards, notamment avec la présence d'un pli périphérique venant d'emboutissage avec le reste de cette paroi tubulaire additionnelle, au niveau duquel est préférentiellement agencé un joint d'étanchéité vis-à-vis de l'extrémité de la durite ou d'un tube analogue, venant coiffer le thermostat ; - la présence de l'obturateur 30 rapporté autour de la coupelle 21 n'est pas indispensable si on prevoit que la partie renflée 21A de la coupelle fait directement office de moyen de fermeture pour le siège d'obturation délimité par la paroi 13A ; c'est pas exemple le cas lorsque de légères fuites de liquide à travers le thermostat fermé sont tolérées, le contact entre la coupelle métallique 21 et la paroi de siège 13A pouvant ne pas être rigoureusement étanche ; et/ou - pour éviter que les bras 14 tendent à retrouver leur configuration initiale inclinée une fois qu'ils sont rapprochés l'un de l'autre pour supporter le ressort comprimé 40, une variante du procédé de fabrication consiste à obtenir la pièce 11, en fin d'emboutissage, avec les bras dans une configuration géométrique sensiblement identique à celle des bras en service, c'est-à-c.ire avec les bras sensiblement parallèles à l'axe X-X ; dans ce cas, avant d'introduire l'élément 20 et le ressort 40 à l'intérieur de la pièce 11, il est nécessaire d'écarter radialement chaque bras de l'axe X-X, en détartrant leur extrémité 14B pour basculer les bras vers l'extérieur autour des axes 14B1r jusqu'à ce que la distance radiale di4A soit supérieure aux dimensions radiales d30 et d41 des composants du thermostat à introduire entre les bras.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Thermostat (1) de régulation d'un fluide, notamment d'un fluide de refroidissement d'un moteur à 5 combustion interne, comportant : - un élément thermostatique (20) qui comprend, d'une part, une coupelle (21) remplie d'une matière thermodilatable et adaptée pour obturer un écoulement de fluide à travers le thermostat par contact contre un siège 10 associé (13A), et, d'autre part, un piston (22) déplaçable par rapport à la coupelle le long d'un axe (X-X) de l'élément sous l'effet de la matière thermodilatable lors d'une variation de température du fluide à réguler, - un ressort comprimé (40) adapté pour rappeler 15 la coupelle et le piston l'un vers l'autre, et un corps (10) de circulation du fluide à réguler, dans lequel sont agencés l'élément thermostatique et le ressort de manière que, en service, le piston est immobilisé par rapport au corps, le siège d'obturation 20 associé à la coupelle est lié fixement au corps, et l'effort de décompression du ressort est encaisse par le corps, caractérisé en ce que le corps (10) comprend une pièce métallique monobloc (11), incluant successivement suivant 25 l'axe (X-X) de l'élément thermostatique (20) . - une patte (12) d'appui fixe pour le piston (22), qui s'étend suivant une direction transversale à l'axe de l'élément, - une partie tubulaire (13) qui est sensiblement 30 centrée sur l'axe de l'élément et qui délimite le siège d'obturation (13A), et - au moins un bras (14) de support du ressort (40), qui s'étend en longueur globalement selon la direction axiale de l'élément et qui délimite, à unepremière (14A) de ses extrémités opposée à la partie tubulaire, une surface (14A1) de contact avec le ressort contre laquelle le ressort comprimé est pressé.

2. Thermostat suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, à sa seconde extrémité (14B) tournée vers la partie tubulaire (13), le ou chaque bras (14) est relié au reste de la pièce métallique monobloc (11) de façon déformable entre une position de service, dans laquelle la surface de contact (14A1) est disposée à l'aplcmb d'une extrémité (41) du ressort (40), suivant la dir{ction de décompression du ressort, et une position d'assemblage, dans laquelle la surface de contact est écartée de la place qu'elle occupe lorsque le bras est en position de service, en s'éloignant de l'axe (X-X) de l'élément thermostatique (20).

3. Thermostat suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le ou chaque bras (14) est déplaçable entre ses positions d'assemblage et de service par basculement autour d'un axe (14B1) sensiblement orthoradial à l'axe (X-X) de l'élément thermostatique (20).

4. Thermostat suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première extrémité (14A) du ou de chaque bras (14) présente une forme de crochet dont l'évidement est adapté pour recevoir une spire d'extrémité (41) du ressort (40), le fond de cet évidement délimitant la surface de contact (14A1).

5. Thermostat suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par deux bras (14) diamétralement opposés par rapport à l'axe ;X-X) de l'élément thermostatique (20).

6. Thermostat suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie d'extrémité (22A) du piston (22) opposée à la coupelle (21)est étagée suivant l'axe (X-X) de l'élément thermostatique (20) de manière que l'extrémité libre (22A1) du piston présente une dimension transversale maximale inférieure à celle du reste (22A2) de cette partie d'extrémité (22A), un épaulement (22A3) étant formé entre cette extrémité libre et le reste de la partie d'extrémité, et en ce que la patte d'appui (12) comprend une surface (12A2) d'appui pour cet épaulement (22A3) et un orifice (12A1) de réception de cette extrémité libre (22A1), cet orifice traversant axia.Lement de part en part une paroi correspondante (12A) de la patte et débouchant sur la surface d'appui.

7. Thermostat suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'orifice de réception (12A1) et l'extrémité libre (22A1) du piston (22) présentent des sections transversales 15 sensiblement complémentaires l'une de l'autre.

8. Thermostat suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un obturateur (30) rapporté fixenent à la coupelle (21), adapté pour venir en contact étanche contre 20 le siège (13A) pour fermer l'écoulement de fluide à travers le thermostat (1), et muni de moyens (33) de glissement contre la face intérieure (13B1) d'une paroi (133) de la partie tubulaire (13), distincte du siège d'obturation (13A). 25

9. Thermostat suivant la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de glissement comportent plusieurs doigts distincts (33) répartis de manière sensiblement uniforme suivant la périphérie de l'obturateur (30).

10. Thermostat suivant l'une quelconque des 30 revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce métallique monobloc (11) inclut en outre au mains une languette déformable (15) adaptée pour mettre sn prise élastiquement un orifice (2B) ou un renflement associé d'untube (2) lorsque cette pièce est au moins partiellement introduite dans ce tube.

11. Thermostat suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la ou chaque languette (15) est intégrée au ou à l'un des bras (14).

12. Procédé de fabrication d'un thermostat (1) de régulation d'un fluide conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on obtient la pièce métallique monobloc (11) par emboutissage d'une tôle métallique de sorte que la patte d'appui (12), la partie tubulaire (13) et le ou les bras (14) sont venus d'emboutissage les uns avec les autres.

13. Procédé suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes successives suivant lesquelles : - on introduit, suivant l'axe (X-X) de L'élément thermostatique (20), l'élément thermostatique et le ressort (40) à l'intérieur d'au moins la partie tubulaire (13), - on comprime axialement le ressort (40), en direction de la partie tubulaire (13), au-delà chu niveau axial de la première extrémité (14A) du ou de chaque bras (14), - tout en maintenant le ressort (40) ainsi comprimé, on approche de l'axe (X-X) la première extrémité (14A) du ou de chaque bras (14), en déformant son Extrémité opposée (14B), jusqu'à ce que la surface de contact (14A1) soit disposée sensiblement à l'aplomb axial du ressort, et - on décomprime le ressort (40) jusqu'à ce que ce dernier vienne presser axialement la surface de contact (14A1) du ou de chaque bras (14).

14. Procédé suivant l'une des revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que, lors de son emboutissage, la pièce métallique monobloc (11) est directement obtenue avec la première extrémité (14A) du ou de chaque bras (:L4) à unedistance radiale (dl4A) de l'axe (X-X) de l'élément thermostatique (20) supérieure aux dimensions radiales correspondantes (d30, d41) de cet élément et du ressort (40).