FR2963530A1 - Cartouche chauffante pour un element thermostatique et vanne thermostatique comportant une telle cartouche - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une cartouche chauffante (C1) comportant des moyens de chauffage électrique (33, 34, 35), qui sont adaptés pour être au moins en partie plongés dans une matière thermodilatable (32) d'un élément thermostatique (30) et qui incluent deux bornes de connexion (33B, 35B) à raccorder à une source de courant externe. Afin de simplifier la connexion électrique de cette cartouche chauffante vers l'extérieur, une de ces bornes présente une forme globalement tubulaire, l'autre borne présentant une forme globalement cylindrique et étant au moins en partie agencée coaxialement à l'intérieur de la première borne. Intégrée à une vanne thermostatique (1), cette cartouche chauffante s'avère fiable et économique.

Description

CARTOUCHE CHAUFFANTE POUR UN ELEMENT THERMOSTATIQUE ET VANNE THERMOSTATIQUE COMPORTANT UNE TELLE CARTOUCHE

La présente invention concerne une cartouche chauffante pour un élément thermostatique. Elle concerne également une vanne thermostatique comportant une telle cartouche. Dans de nombreuses applications du domaine fluidique, notamment pour le refroidissement des moteurs thermiques de véhicules, des vannes thermostatiques sont utilisées pour répartir un fluide entrant dans différentes voies de circulation, en fonction de la température de ce fluide. Ces vannes sont dites thermostatiques dans le sens où le déplacement de leur(s) obturateur(s) interne(s) est commandé par un élément thermostatique, c'est-à-dire un élément qui comprend une coupelle contenant une matière thermodilatable et un piston déplaçable en coulissement par rapport à la coupelle sous l'action de la matière thermodilatable lorsque celle-ci se dilate ou se contracte.

Pour répartir le fluide en fonction d'autres paramètres, notamment des conditions extérieures à la vanne comme la température ambiante ou la charge du véhicule propulsé par le moteur équipé de la vanne, il est connu d'intégrer à la vanne une cartouche électrique pour chauffer la matière thermodilatable, ce qui permet de piloter la vanne depuis l'extérieur de celle-ci, indépendamment ou en complément de la température du fluide entrant, notamment au moyen d'un calculateur embarqué dans le véhicule et programmé de façon appropriée. La cartouche chauffante comporte à cet effet une résistance chauffante, agencée à l'intérieur du piston précité ou d'un tube métallique analogue : en immobilisant, par exemple, le piston au boîtier externe de la vanne, l'alimentation électrique de la résistance provoque une montée en température de la matière thermodilatable, ce qui entraîne, par dilatation de cette dernière, le coulissement de la coupelle autour du piston, un obturateur étant porté par cette coupelle pour agir sur la circulation du fluide à travers la vanne. En pratique, la résistance chauffante précitée est constituée essentiellement d'un filament résistif, qui est noyé dans une poudre thermo-conductrice, telle qu'une poudre d'oxyde de magnésium, compactée dans le fond du tube, et qui est relié à deux fils conducteurs remontant dans le tube, dont les extrémités libres forment des bornes de connexion à raccorder électriquement à une source de courant externe. Un exemple d'une telle cartouche chauffante est fourni par DE-A-3709285. Ainsi, la connexion électrique vers l'extérieur de ce type de cartouche chauffante est complexe, donc onéreuse, notamment en raison du fait qu'elle nécessite des

2 opérations délicates pour raccorder électriquement ces bornes de connexion, telles que des opérations de soudage ou de sertissage. Le but de la présente invention est de proposer une cartouche chauffante pour élément thermostatique, dont la connexion électrique vers l'extérieur est simplifiée.

A cet effet, l'invention a pour objet une cartouche chauffante pour un élément thermostatique, comportant des moyens de chauffage électrique, qui sont adaptés pour être au moins en partie plongés dans une matière thermodilatable d'un élément thermostatique et qui incluent deux bornes de connexion à raccorder à une source de courant externe, caractérisée en ce qu'une première des deux bornes de connexion présente une forme globalement tubulaire, la seconde borne de connexion présentant une forme globalement cylindrique et étant au moins en partie agencée co-axialement à l'intérieur de la première borne de connexion. L'invention a également pour objet une vanne thermostatique, comportant : - une cartouche chauffante telle que définie ci-dessus, - un boîtier, qui délimite intérieurement une cavité de circulation d'un fluide à l'intérieur de laquelle la cartouche chauffante est au moins en partie agencée, et qui est pourvu de moyens de branchement pour brancher une source de courant externe aux première et seconde bornes de connexion de la cartouche chauffante, - un obturateur de régulation de l'écoulement du fluide à travers la cavité, et - un élément thermostatique, qui contient une matière thermodilatable dans laquelle sont plongés les moyens de chauffage de la cartouche chauffante et dont une partie mobile entraîne l'obturateur par rapport au boîtier, sous l'action de la dilatation de la matière thermodilatable. Une des idées à la base de l'invention est de sortir de la conception traditionnelle, selon laquelle les bornes de connexion des cartouches chauffantes pour éléments thermostatiques sont constituées par les extrémités libres de fils conducteurs reliés à la résistance chauffante de la cartouche, au profit d'une conception à deux polarités sous forme de deux bornes coaxiales, à savoir une borne extérieure tubulaire, une borne intérieure cylindrique. En pratique, ces deux bornes concentriques sont avantageusement agencées à une extrémité dédiée de la cartouche chauffante selon l'invention, afin de pouvoir être connectées, directement ou indirectement, à une source de courant externe. Au sein de la vanne conforme à l'invention, la connexion de la cartouche chauffante s'avère ainsi fiable et économique, dans le sens où peu de composants sont impliqués pour réaliser cette connexion, en étant obtenue par des opérations simples et rapides, typiquement par des opérations d'assemblage mécanique centrées sur l'axe central commun des deux bornes de connexion, en particulier sans soudure, ni sertissage.

Suivant des caractéristiques avantageuses de la cartouche chauffante et de la vanne thermostatique conformes à l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - les moyens de chauffage incluent une résistance chauffante reliée électriquement aux première et seconde bornes de connexion, ainsi qu'un tube auxquelles les première et seconde bornes de connexion sont coaxiales et qui comprend à la fois une partie terminale, à l'intérieur de laquelle est agencée la résistance chauffante, et une partie terminale opposée, au niveau de laquelle sont prévues les première et seconde bornes de connexion ; - la cartouche chauffante comporte en outre une douille électriquement isolante, qui est, au moins en partie, radialement interposée entre la première borne de connexion et la seconde borne de connexion ; - les moyens de branchement comportent deux cosses conductrices allongées, dont des premières extrémités longitudinales respectives sont connectées électriquement aux première et seconde bornes de connexion, en coopérant respectivement avec la première borne et avec la seconde borne par complémentarité de formes, tandis que, à l'opposé de la première extrémité, les deux cosses présentent des secondes extrémités respectives qui sont accessibles depuis l'extérieur du boîtier pour être connectées à la source de courant externe ; - les deux cosses s'étendent en longueur suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe central des première et seconde bornes de connexion ; - les deux cosses s'étendent en longueur suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe central des première et seconde bornes de connexion ; - la première extrémité d'au moins une des deux cosses est conformée en une boucle sensiblement fermée sur elle-même, adaptée pour s'ajuster, avantageusement de manière élastique, autour de la borne de connexion à laquelle cette première extrémité est associée ; - la première extrémité d'au moins une des deux cosses inclut deux pattes adaptées pour pincer entre elles, avantageusement de manière élastique, la borne de connexion à laquelle cette première extrémité est associée ; - les moyens de branchement comprennent en outre une embase isolante de support des deux cosses, qui est adaptée pour être rapportée et fixée de manière étanche au boîtier de manière à connecter les premières extrémités respectives des deux cosses aux première et seconde bornes de connexion, et qui délimite un logement de branchement pour la source de courant externe, à l'intérieur duquel sont disposées les secondes extrémités respectives des deux cosses ; - les moyens de branchement comprennent en outre un logement de branchement pour la source de courant externe, qui est délimité extérieurement par le boîtier et qui est séparé de la cavité par une paroi du boîtier à travers laquelle les deux cosses sont agencées et fixées de manière étanche de sorte que les premières extrémités respectives et les secondes extrémités respectives de ces deux cosses sont disposées de part et d'autres de cette paroi, respectivement à l'intérieur d'un espace vide étanché vis-à-vis du reste de la cavité et à l'intérieur du logement de branchement ; - les moyens de branchement comprennent un logement de branchement pour la source de courant externe, qui est délimité extérieurement par le boîtier et qui communique avec la cavité par un passage de réception étanche des première et seconde bornes de connexion de manière que ces première et seconde bornes de connexion sont aptes à être engagées dans ce passage depuis la cavité jusque dans le logement de branchement. L'invention sera mieux 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 : - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une vanne thermostatique conforme à l'invention ; - la figure 2 est une coupe longitudinale d'un élément thermostatique, montré seul, appartenant à la vanne de la figure 1 ; - la figure 3 est une coupe longitudinale d'une cartouche chauffante, montrée seule, appartenant à l'élément thermostatique de la figure 2 ; - les figures 4 et 5 sont des coupes partielles selon respectivement les lignes IV-IV et V-V de la figure 1 ; - la figure 6 est une vue en perspective d'un composant, montré seul, appartenant à la vanne de la figure 1 ; - la figure 7 est une vue analogue à la figure 6, montrant une variante de réalisation du composant de la figure 6 ; - la figure 8 est une vue analogue à la figure 1, montrant partiellement un second mode de réalisation d'une vanne thermostatique conforme à l'invention ; - la figure 9 est une vue en perspective d'un composant appartenant à la vanne de la figure 8, fonctionnellement similaire aux composants montrés aux figures 6 et 7 ; et - la figure 10 est une vue analogue à la figure 8, montrant un troisième mode de réalisation d'une vanne thermostatique conforme à l'invention. Sur la figure 1 est représentée une vanne thermostatique 1 comportant un boîtier 10, réalisé par exemple en matière plastique, dans lequel est destiné à circuler, de manière régulée par les autres composants de la vanne, un fluide, notamment un liquide de refroidissement lorsque cette vanne 1 appartient à un circuit de refroidissement pour un moteur thermique. Le boîtier 10 comprend un corps principal tubulaire 11 qui s'étend en longueur de manière centrée autour d'un axe X-X appartenant au plan de coupe de la figure 1. Le boîtier 10 comprend également une tubulure 12 qui débouche transversalement dans l'une des extrémités longitudinales du corps 11, ce corps et cette tubulure étant reliés par une région coudée 13 du boîtier 10. En service, le fluide précité s'écoule à travers le corps 11 et la tubulure 12, en circulant notamment dans une cavité interne 14 du boîtier 10, qui est délimitée dans la région coudée 13. Cet écoulement de fluide est régulé, ici au niveau de l'extrémité du corps 11 opposée à la tubulure 12, par un clapet d'obturation 20 centré sur l'axe X-X et déplaçable en translation selon cet axe : lorsque ce clapet est appuyé de manière étanche contre un siège 15 délimité par l'extrémité précitée du corps 11, comme représenté sur la figure 1, l'écoulement du fluide est interrompu, tandis que, lorsque le clapet 20 est écarté du siège 15, le fluide peut circuler librement autour du clapet et ainsi entrer dans ou sortir du corps 11. Pour commander le déplacement du clapet 20, la vanne 1 comporte un élément thermostatique 30 comprenant, comme bien visible sur la figure 2 et de manière bien connue dans le domaine, d'une part, une coupelle 31, qui contient une matière thermodilatable 32 et autour de laquelle est solidarisé fixement le clapet 20, par exemple par emmanchement, et d'autre part, un tube 33 formant piston, qui plonge en partie dans la coupelle 31 et qui est déplaçable en translation suivant son axe longitudinal central sous l'action de la dilatation de la matière thermodilatable contenu dans cette coupelle. L'élément thermostatique 30 est agencé vis-à-vis du boîtier 10 de telle sorte que, d'une part, son tube formant piston 33 est centré sur l'axe X-X et, d'autre part, ce tube est lié fixement au boîtier 10, ici au niveau de la région coudée 13 de ce boîtier, comme spécifié plus en détail par la suite. Ainsi, en service, le tube 33 est fixe par rapport au boîtier 10, tandis que la coupelle 31 et le clapet 20 qu'elle porte sont déplaçables suivant l'axe X-X par rapport au boîtier, sous l'effet de la matière thermodilatable lorsque celle-ci se dilate, ou bien, lorsque cette matière se contracte, sous l'effet opposé d'un ressort de rappel 21 interposé entre le clapet 20 et une armature rigide 22 solidaire du boîtier 10 par des aménagements non représentés en détail et connus en soi. En pratique, diverses formes de réalisation sont envisageables pour ce qui concerne le boîtier 10, le clapet 20, le ressort 21 et l'armature 22, sans être limitatives de l'invention. Ainsi, par exemple, plutôt que le siège 15 d'appui du clapet 20 soit délimité directement par le boîtier 10, ce siège peut être délimité par une partie dédiée de l'armature 22.

L'élément thermostatique 30 est pourvu d'une résistance électrique chauffante 34 qui, comme représenté plus en détail sur la figure 3, est agencée à l'intérieur du tube 33, en étant située dans la partie longitudinale terminale 331 de ce tube, qui plonge dans la coupelle 31, afin que la résistance chauffante 34 puisse chauffer la matière thermodilatable 32 contenue dans la coupelle. A cette fin, le tube 33 est réalisé, au moins pour ce qui concerne sa partie terminale 331, en un matériau thermiquement conducteur, typiquement en métal. Comme bien visible sur la figure 3, la résistance chauffante 34 se présente essentiellement sous la forme d'un corps tubulaire 341, qui est centré sur l'axe X-X et dont la section transversale présente un profil extérieur complémentaire, voire ajusté sur le profil intérieur de la section transversale de la partie terminale 331 du tube 33. Autrement dit, le corps tubulaire 341 de la résistance 34 est agencé coaxialement à l'intérieur de la partie terminale 331 du tube 33, en formant extérieurement une interface de contact avec la face intérieure de cette partie terminale 331.

De plus, une tige 35 s'étend en longueur à l'intérieur du corps tubulaire 341, en étant centrée sur l'axe X-X et en s'étendant sur toute la dimension axiale du corps tubulaire 341, ainsi qu'en se prolongeant au-delà de ce corps tubulaire, de manière à courir à l'intérieur du tube 33, sur sensiblement toute la dimension axiale de ce tube. Ainsi, la tige 35 inclut une partie longitudinale terminale 351, qui est agencée coaxialement à l'intérieur du corps 341 de la résistance 34 et dont la section transversale présente un profil extérieur complémentaire, voir ajusté sur le profil intérieur de la section transversale de ce corps tubulaire. Autrement dit, le corps tubulaire 341 de la résistance 34 est radialement interposé entre les parties terminales 331 et 351 du tube 33 et de la tige 35, en formant des interfaces, de contact cylindriques avec chacune de ces parties terminales. La tige 35 inclut également une partie longitudinale terminale 352, opposée axialement à sa partie terminale 351, qui s'étend coaxialement à l'intérieur du tube 33, plus précisément au niveau d'une partie longitudinale terminale 332 de ce tube, opposée axialement à sa partie terminale 331. Entre les parties terminales 332 et 352 du tube 33 et de la tige 35 est radialement interposée une douille tubulaire 36, qui est centrée sur l'axe X-X et dont la section transversale présente des profils extérieur et intérieur qui sont respectivement complémentaires, voire ajustés sur les profils intérieur et extérieur de ces parties terminales 332 et 352. A la différence de la douille 36 qui est réalisée en un matériau électriquement isolant, par exemple réalisée exclusivement en un polymère thermoplastique, la résistance chauffante 34 est constituée d'un matériau résistif, tel qu'un mélange entre un polymère, au moins une poudre conductrice, telle que du noir de carbone, et, éventuellement, d'autres additifs. De la sorte, la résistance 34 autorise la circulation d'un courant électrique à travers elle, tout en présentant une résistivité électrique qui, par effet Joule, induit son échauffement en service.

Pour appliquer une tension électrique entre les faces extérieure et intérieure du corps tubulaire 341 de la résistance chauffante 34, on utilise le tube 33 et la tige 35, en appliquant sur ce tube et sur cette tige une différence de potentiel électrique, étant entendu que ce tube et cette tige sont réalisés en des matériaux électriquement conducteurs, typiquement en métal. A cet effet, l'extrémité libre 33B de la partie terminale 332 du tube 33 et l'extrémité libre 35B de la partie terminale 352 de la tige 35 constituent deux bornes de connexion pour la cartouche chauffante Cl montrée sur la figure 3, qui inclut le tube 33, la résistance 34, la tige 35 et la douille 36. Ces bornes de connexion 33B et 35B présentent ainsi des formes respectives tubulaire et cylindrique, toutes deux centrées sur l'axe X-X. Le branchement d'une source de courant externe à ces bornes de connexion 33B et 35B sera décrit plus en détail par la suite. En pratique, diverses formes de réalisation, non limitatives de l'invention, sont envisageables pour ce qui concerne la cartouche chauffante Cl, du moment que ces différentes formes de réalisation prévoient, en tant que bornes de connexion pour la cartouche chauffante, des bornes concentriques respectivement tubulaire et cylindrique, fonctionnellement similaires aux bornes 33B et 35B de la cartouche Cl. Ainsi, à titre d'exemple, le matériau résistif constituant la résistance chauffante tubulaire 34 peut être une céramique dopée, notamment à la base de titanate de baryum. De même, la résistance chauffante appartenant à la cartouche peut présenter d'autres géométries que la forme tubulaire prévue pour la résistance 34, du moment que cette résistance soit reliée électriquement à deux bornes de connexion similaires aux bornes 33B et 35B, cette liaison électrique pouvant être réalisée au moins en partie soit par le tube à l'intérieur duquel la résistance est agencée, comme c'est le cas pour le tube 33 de la cartouche Cl, soit par des conducteurs dédiés, distincts du tube de la cartouche chauffante et agencés au moins partiellement à l'intérieur de celui-ci.

Aux fins de fixation du tube 33 au boîtier 10 de la vanne 1, la partie terminale 332 du tube est extérieurement pourvue d'une collerette solidarisée rigidement à la face extérieure du tube. Pour ce faire, diverses possibilités de solidarisation sont envisageables : sur la figure 3, la collerette 37 est sertie autour de la partie terminale 332 du tube 33. A titre de variante non représentée, cette collerette est fixée au tube par un cône autobloquant qui est rapporté radialement entre la collerette et le tube, en se coinçant contre une surface tronconique complémentaire délimitée par la collerette.

Avant de décrire plus en détail le fonctionnement de la vanne 1, la fabrication de cette dernière est présentée ci-après. Avantageusement, la cartouche chauffante Cl peut d'abord être assemblée indépendamment des autres composants de la vanne 1. A l'issue de cet assemblage, la cartouche chauffante Cl se présente notamment dans la configuration montrée sur la figure 3. Puis, la cartouche chauffante Cl peut alors être assemblée au reste de la vanne 1. En particulier, la partie terminale 331 du tube 33 est assemblée à la coupelle 31, en étant plongée de manière étanche dans la matière thermodilatable 32 contenue dans cette coupelle. De plus, la partie terminale 332 du tube 33 est axialement introduite dans le corps 11 du boîtier 10, en y étant engagé via l'extrémité de ce corps opposée à la région coudée 13. Comme représentée sur la figure 1, la partie terminale 332 du tube 33 est axialement passée à travers une paroi 16 du boîtier 10, qui ferme la cavité 14 suivant la direction de l'axe X-X, jusqu'à atteindre un espace vide 17 délimité dans l'épaisseur de la région coudée 13 du boîtier 10. Cette opération d'assemblage du tube 33 au boîtier 10 conduit à appuyer axialement la collerette 37 contre la paroi 16, avec interposition axiale d'un joint d'étanchéité 18 entourant le tube 33. Ce tube 33 se trouve lié fixement au boîtier 10, par maintien en appui axial de sa collerette 37 contre la paroi 16 sous l'action du ressort 21 après assemblage de ce dernier au boîtier grâce à l'armature 22. En variante non représentée, le joint 18 peut être remplacé par d'autres moyens d'étanchéité fonctionnellement similaires, tels qu'une colle ou une pâte d'étanchéité. Après avoir ainsi passé les parties terminales 332 et 352 du tube 33 et de la tige 35 à travers la paroi 16, les bornes de connexion 33B et 35B de la cartouche chauffante Cl se trouvent situées à l'intérieur de l'espace vide 17 précité, en vue d'être raccordées à une source de courant externe, non représentée sur les figures. Pour ce faire, dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures 1, 4 et 5, la vanne 1 est équipée de deux cosses conductrices allongées 41 et 42 sensiblement parallèles, qui relient électriquement, respectivement, les bornes de connexion 33B et 35B jusqu'à l'extérieur du boîtier 10. Plus précisément ces cosses 41 et 42, qui sont notamment réalisées en métal conducteur, par exemple en laiton étamé, comprennent des extrémités longitudinales respectives 41A et 42A qui sont respectivement connectées aux bornes de connexion 33B et 35B, tandis que leur partie courante respective 41C et 42C sont supportées par une embase 43 de manière à la fois fixe, étanche et électriquement isolante. En pratique, la solidarisation étanche et isolante des cosses 41 et 42 à l'embase de support 43 peut être réalisée de diverses manières, notamment par surmoulage des cosses par un matériau isolant, ou bien par emmanchement et collage des cosses dans une pièce pré-moulée en un matériau isolant. A titre d'exemple, le matériau constituant l'embase 43 est un polymère thermoplastique. Dans tous les cas, une paroi 431, appartenant à l'embase 43, s'étend le long des cosses 41 et 42, en étant interposée entre leur partie courante 41C et 42C, de manière à les séparer électriquement. Avantageusement, cette paroi 431 de l'embase 43 inclut une extrémité longitudinale 432, qui s'étend en saillie du reste de l'embase 43 et qui est interposée entre les extrémités 41A et 42A des cosses 41 et 42, comme représenté sur la figure 1. A l'opposé de leur extrémité 41A et 42A, les cosses 41 et 42 comprennent des extrémités longitudinales respectives 41 B et 42B, qui sont disposées à l'intérieur d'un logement 44 de branchement de la source de courant externe précitée, ce logement 44 étant délimité par l'embase de support 43. L'embase de support 43 est conformée extérieurement pour être rapportée et fixée de manière étanche dans l'espace vide 17 du boîtier 10, en étant notamment introduite dans ce dernier via un débouché de celui-ci sur l'extérieur. Ainsi, dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'embase 43 présente une face extérieure étagée, qui est reçue de manière ajustée dans une face en gradins correspondante, délimitée par le débouché précité de l'espace 17, avec interposition d'une garniture d'étanchéité 19. A titre d'option non représentée sur la figure 1, un ou plusieurs éléments de fixation, tels qu'une agrafe ou une bague de type quart de tour, peuvent être rapportés pour immobiliser l'embase 43 par rapport au boîtier 10. Dans le mode de réalisation considéré sur les figures 1, 4 et 5, les cosses 41 et 42 s'étendent en longueur suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X. Dans ce contexte, comme bien visible sur les figures 4 à 6, l'extrémité 41A, 42A de chaque cosse 41, 42 se présente sous la forme d'une boucle fermée sur elle-même 41A1, 42A1 centrée sur un axe, qui s'étend perpendiculairement à la direction longitudinale de la cosse 41 et qui, à l'état assemblé de la vanne 1, est aligné sur l'axe X-X. Plus généralement, chaque boucle 41A1, 42A1 s'enroule autour de son axe sur plus d'un demi-tour. Comme représenté sur la figue 4, dans un plan perpendiculaire à son axe, la boucle 41A1 présente un profil intérieur ajusté sur le profil extérieur de la section transversale de la borne 33B, cette boucle 41 A, et cette borne 33B coopérant ainsi par complémentarité de formes pour assurer la connexion électrique entre elles suivant une interface de contact correspondant à une portion de cylindre centrée sur l'axe X-X. Avantageusement, le diamètre du profil intérieur de la boucle 41 A, au repos est prévu légèrement plus petit que le diamètre du profil extérieur de la borne 33B : dans ce cas, en prévoyant que la boucle 41 A, présente une capacité de déformation élastique radialement à son axe, la boucle 41A1 est à même de s'ajuster élastiquement autour de la borne 33B. Dans le mode de réalisation considéré sur les figures, cette capacité de déformation élastique est liée à la présence, en un point de la périphérie de la boucle 41A1, d'une discontinuité renflée 41A2, qui, en quelque sorte, constitue une liaison charnière entre les deux parties diamétralement opposées de la boucle 41 A, qui s'étendent de part et d'autre de cette discontinuité 41 A2. La boucle 42A1 prévue à l'extrémité 42A de la cosse 42 présente une conformation fonctionnellement similaire à la boucle 41 A,, en étant dimensionnée pour coopérer par complémentarité de formes avec la borne 35B, comme bien visible sur les figures 5 et 6.

En pratique, eu égard au fait que la borne 35B présente, en coupe transversale, une section plus petite que celle de la borne 33B, la boucle 42A1, avantageusement pourvue d'une discontinuité 42A2 fonctionnellement similaire à la discontinuité 41A2 pour la boucle 41A1, présente des dimensions, notamment un profil intérieur dans un plan perpendiculaire à son axe, plus petite que celle de la boucle 41 A,. De plus, on notera que la présence périphérique de la borne 33B ne gêne pas la coopération entre la borne 35B et la boucle associée 42A1 : pour ce faire, le chant d'extrémité axiale de la borne 35B n'est pas, suivant l'axe X-X, situé au même niveau que le chant d'extrémité axiale de la borne 33B, mais, au contraire, est décalé en direction opposée au reste de la borne 33B. Autrement dit, la borne 35B s'étend en partie de manière axialement saillante vis-à-vis de la borne 33B. Suivant une forme de réalisation avantageuse, chacune des boucles 41A1 et 42A1 est venue de matière avec le reste de la cosse 41, 42, en étant conformée, notamment par pliage et cintrage, dans la continuité de la partie courante 41C, 42C de la cosse 41, 42, en gardant la même section que cette partie courante, comme bien visible pour la boucle 42A1 sur la figure 6. Eu égard à la conformation des extrémités 41A et 42A des cosses 41 et 42 selon les boucles 41 A, et 42A1 décrites ci-dessus, on comprend que, pour assembler la vanne 1, l'embase 43 est d'abord rapportée et fixée dans l'espace 17 du boîtier 10, avant que l'élément thermostatique 30 intégrant la cartouche chauffante Cl ne soit mis en place dans la cavité 14 de ce boîtier comme cela a été expliqué plus haut. Lors de cette mise en place de l'élément thermostatique 30, les bornes de connexion 33B et 35B s'engagent, par translation le long de l'axe X-X, respectivement à l'intérieur des boucles 41 A, et 42A1, ces dernières s'ajustant avantageusement de manière élastique autour de leur borne associée 33B ou 35B, grâce à l'action de leur discontinuité 41A2 et 42A2.

Avantageusement, de manière non représentée sur les figures, le centrage des bornes 33B et 35B à l'intérieur des boucles 41 A, et 42A1, ainsi que la déformation élastique sensiblement radiale de ces dernières sont favorisés en prévoyant que le chant d'extrémité axiale de ces boucles, tourné vers l'élément thermostatique 30, est chanfreiné ou biseauté. Un exemple de fonctionnement de la vanne 1 est le suivant. Après avoir branché une source de courant externe dans le logement 44, l'application d'une tension électrique sur les cosses 41 et 42 fait circuler un courant à travers successivement le tube 33, la résistance chauffante 34 et la tige 35. Plus précisément, la tension électrique précitée est appliquée de manière efficace sur les extrémités 41 B et 42B des cosses 41 et 42, le courant circulant de manière fiable jusqu'aux extrémités opposées 41A et 42A des cosses, via leur partie courante 41C et 42C entre lesquelles la paroi 431 de l'embase 43 assure une grande rigidité diélectrique, ce qui isole de manière fiable les cosses 41 et 42 l'une vis-à-vis de l'autre. Puis, le courant est transmis efficacement des extrémités 41A et 42A des cosses 41 et 42 aux bornes de connexion 33B et 35B de la cartouche chauffante Cl, via les interfaces de contact étendues entre les boucles 41 A, et 42A1 et ces bornes 33B et 35B. Autrement dit, la coopération entre les bornes 33B et 35B et les cosses 41 et 42 présente une faible résistance de contact électrique, qui se trouve d'ailleurs avantageusement minimisée lorsque les boucles 41 A, et 42A1 enserrant avec une certaine pression radiale les bornes 33B et 35B. Puis, comme expliqué plus haut, en raison de sa résistivité, la résistance 34 s'échauffe par effet Joule : l'énergie thermique ainsi créée se diffuse au travers de la partie terminale 331 du tube 33 et atteint la matière thermodilatable 32. Cette élévation de température de la matière thermodilatable 32 engendre une dilatation de celle-ci, avec pour conséquence un déplacement translatif suivant l'axe X-X entre le tube 33 et la coupelle 31 : le tube 33 étant fixe, la coupelle 31 se translate, en augmentant l'étendue déployée du tube 33 vis-à-vis d'elle. Par ailleurs, la connexion électrique entre les bornes 33B et 35B et les cosses 41 et 42 est étanchée, tant vis-à-vis de la cavité 14 dans lequel circule le fluide à réguler par la vanne 1, grâce au joint 18, que vis-à-vis de l'extérieur du boîtier 10, grâce à la garniture d'étanchéité 19 et à l'agencement étanche des cosses 41 et 42 à travers l'embase 43.

Sur la figure 7 est représentée une variante de réalisation de la cosse 42, qui est référencée 42'. Cette cosse 42' est conçue pour remplacer en lieu et place la cosse 42, en étant notamment agencé de manière étanche à travers l'embase de support 43. La cosse 42' présente une forme allongée similaire à celle de la cosse 42, avec deux extrémités longitudinales opposées 42'A et 42'B, ainsi qu'une partie courante 42'C les reliant, qui sont fonctionnellement similaires aux extrémités 42A et 42B, ainsi qu'à la partie courante 42C de la cosse 42.

La cosse 42' se distingue de la cosse 42 par la forme de son extrémité 42'A. En effet, comme bien visible sur la figure 7, cette extrémité 42'A est conformée en une fourche, dans le sens où elle inclut deux pattes 42'A1 et 42'A2, qui s'étendent globalement suivant la direction longitudinale de la cosse 42', en étant séparées par une fente longitudinale 42'A3. Ces pattes 42'A1 et 42A'2 sont, au moins dans leur partie opposée au reste de la cosse 42', respectivement conformées en sensiblement deux demi-anneaux présentant des courbures opposées et sensiblement centrées sur un même axe, qui s'étend parallèlement à la direction longitudinale de la cosse 42' et qui, à l'état assemblé de la vanne, est aligné avec l'axe X-X. En coupe transversale à cet axe, chacun de ces demi-anneaux présente un profil intérieur avec un diamètre sensiblement égal, voire avantageusement légèrement plus petit que le diamètre du profil extérieur de la section transversale de la borne 35B. De la sorte, les pattes 42'A1 et 42'A2 sont dimensionnées pour coopérer par complémentarité de formes avec la borne 35B, en pinçant cette dernière entre elles, avantageusement de manière élastique par un effet de cisaillement le long de la fente 42'A3. L'intérêt de la cosse 42' concerne l'ordre d'assemblage des composants de la vanne 1. Plus précisément, à la différence de la cosse 42 qui, comme expliqué plus haut, doit être mise en place, conjointement avec son embase de support 43, avant la mise en place de l'élément thermostatique 30, la cosse 42', conjointement avec l'embase support 43, peut, quant à elle, être mise en place aussi bien avant qu'après la mise en place de l'élément thermostatique 30. En effet, dans le cas où l'élément thermostatique 30 est mis en place en premier dans le boîtier 10, la mise en place de l'embase 43 dans l'espace vide 17 conduit à translater, suivant une direction perpendiculaire à l'axe X-X, la cosse 42' jusqu'à ce que son extrémité 42'A soit appliquée en appui transversal contre la borne 35B : les deux pattes 42'A1 et 42'A2 peuvent alors s'ouvrir, c'est-à-dire s'écarter l'une de l'autre, pour passer de part et d'autre de la borne 35B, jusqu'à loger de manière ajustée cette borne 35B entre les deux demi-anneaux appartenant respectivement à ces pattes 42'A1 et 42'A2. Avantageusement, l'écartement des pattes 42'A1 et 42'A2 est favorisé en prévoyant que les extrémités libres respectives de ces pattes sont biseautées ou chanfreinées, comme représenté sur la figure 7. Bien entendu, à titre de variante non représentée, la cosse 41, décrite notamment en regard de la figure 4, peut être remplacée par une cosse à extrémité fourchue, similaire à la cosse 42' décrite en regard de la figure 7, moyennant l'adaptation dimensionnelle de son extrémité 42'A pour s'adapter à la borne 33B au lieu de la borne 35B.

Sur la figure 8 est représenté un mode de réalisation alternatif à la vanne 1, référencé 1001. Cette vanne 1001 comporte un boîtier 1010 qui va être décrit en détail ci-après, ainsi qu'un clapet, un ressort et une armature, respectivement identiques au clapet 20, au ressort 21 et à l'armature 22, ces composants n'étant pas visibles sur la figure 8.

De plus, la vanne 1001 comporte l'élément thermostatique 30 intégrant la cartouche chauffant Cl, dont seuls sont visibles, seulement de manière partielle, le tube 33, la tige 35 et la douille isolante 36 interposée entre eux. Comme pour la cartouche chauffante Cl décrite plus haut, les extrémités libres respectives 33B et 35B constituent des bornes de connexion concentriques, respectivement tubulaire et cylindrique, de la cartouche chauffante équipant la vanne 1001. De manière similaire au boîtier 10 de la vanne 1, le boîtier 1010 de la vanne 1001 délimite une cavité interne 1014 de circulation d'un fluide à réguler par la vanne, qui est fermée, suivant la direction de l'axe X-X, par une paroi 1016 contre laquelle est maintenue fixement en appui la collerette 37 du tube 33, avec interposition d'un joint 1018 fonctionnellement similaire au joint 18 pour la vanne 1. A la différence du boîtier 10, l'espace vide 1017, dans lequel sont disposées les bornes 33B et 35B à l'état assemblé de la vanne 1001, ne débouche pas sur l'extérieur du boîtier mais, au contraire, est fermé par une partie renflée 10161 de la paroi 1016, comme bien visible sur la figure 8. La collerette 37 est appuyée Pour assurer le branchement d'une source de courant externe aux bornes 33B et 35B, la partie de paroi 10161 délimite extérieurement un logement 1044 de branchement de cette source de courant externe, tout en étant traversée, de manière à la fois fixe, étanche et électriquement isolante, par deux cosses conductrices allongées 1041 et 1042 parallèles. Ainsi, de manière fonctionnellement similaire aux cosses 41 et 42, les cosses 1041 et 1042 présentent des extrémités longitudinales respectives 1041A et 1042A, qui sont respectivement conçues pour être connectées électriquement aux bornes 33B et 35B, en coopérant avec ces bornes par complémentarité de formes, tandis que leur extrémité longitudinale opposée 1041B et 1042B sont disposées à l'intérieur du logement 1044 en vue d'y être connectées à la source de courant externe précitée, lorsque cette dernière est branchée dans ce logement. Les parties courantes respectives 1041C et 1042C de ces cosses 1041 et 1042 traversent la partie 10161 de la paroi 1016, suivant des aménagements fonctionnellement similaires à ceux selon lesquels les parties courantes 41C et 42C des cosses 41 et 42 traversent l'embase de support 43. Comme représenté plus en détail pour la cosse 1041 sur la figure 9, chacune des extrémités 1041A et 1042A des cosses 1041 et 1042 est conformée en fourche, c'est-à-dire inclut deux pattes adaptées pour pincer entre elles, avantageusement de manière élastique, la borne associée 33B ou 35B. Sur la figure 9, les deux pattes précitées sont respectivement référencées 1041 A, et 1041 A2. Ainsi, les cosses 1041 et 1042 se distinguent des cosses 41 et 42 par leur orientation vis-à-vis des bornes de connexion 33B et 35B : en effet, comme bien visible sur la figure 8, les cosses 1041 et 1042 s'étendent en longueur de manière sensiblement parallèle à l'axe X-X, ce qui explique que, par exemple pour la cosse 1041, ses pattes précitées 1041 A, et 1041 A2 s'étendent globalement de manière transversale à la direction longitudinale de la cosse alors que, pour la cosse 42' considérée à la figure 7, ses pattes 42'A1 et 42'A2 sont prévues pour s'étendre globalement suivant la direction longitudinale de la cosse 42'. Par comparaison à la vanne 1 incluant l'embase de support 43, on comprend que le fait d'agencer les cosses 1041 et 1042 directement au travers de la paroi 1016 du boîtier 1010 permet de supprimer, dans la vanne 1001, un composant similaire à l'embase rapportée 43, en simplifiant de ce fait l'assemblage de la vanne 1001 et en réduisant les risques de défaut d'étanchéité dans la zone de connexion entre les bornes 33B et 35B et les extrémités 1041A et 1042A des cosses 1041 et 1042. A l'inverse, dans la vanne 1001, le logement 1044 de branchement de courant externe est directement délimité par le boîtier 1010, dont le matériau constitutif est généralement moins souple que celui qui peut être utilisé pour constituer l'embase 43 délimitant le logement 44 pour la vanne 1, en vue que ce logement assure un maintien par clipsage de la source de courant externe. Sur la figure 10 est représenté un mode de réalisation alternatif des vannes 1 et 1001, référencé 2001. Cette vanne 2001 se distingue des vannes 1 et 1001 par l'absence de cosses de raccordement intermédiaire entre les bornes de connexion 33B et 35B de sa cartouche chauffante Cl et une source de courant externe. Pour ce faire, la paroi 2016 du boîtier 2010 de la vanne 2001, qui, suivant la direction de l'axe X-X, ferme la cavité interne 2014 de circulation du fluide à réguler par la vanne 2001, délimite extérieurement un logement 2044 de branchement pour la source de courant externe précitée. Cette paroi 2016 est pourvue d'un passage traversant 20161, qui est centré sur l'axe X-X et qui est conformé pour recevoir de manière étanche les bornes de connexion 33B et 35B : lors de l'assemblage de la vanne 2001, l'élément thermostatique intégrant la cartouche chauffante Cl est mis en place dans la cavité 2014, en engageant axialement les bornes 33B et 35B à l'intérieur du passage 20161, jusqu'à faire atteindre à ces bornes 33B et 35B l'intérieur du logement 2044.

Un joint 2018, fonctionnellement similaire au joint 18, étanche le passage 20161 dans lequel est reçu le tube 33, en étant axialement interposé entre la paroi 2016 et la collerette 37 fixée autour de ce tube. Par comparaison aux vannes 1 et 1001, la vanne 2001 a l'avantage de présenter moins de composants. Toutefois, la présence des bornes de connexion 33B et 35B dans le logement de branchement 2044 oblige à ce que la source de courant externe à brancher soit pourvue d'un connecteur spécifiquement dédié à la géométrie de ces bornes 33B et 35B. A l'inverse, les extrémités 41B et 42B des cosses 41 et 42 sont avantageusement conformées et positionnées l'une vis-à-vis de l'autre selon des préconisations standards pour autoriser le branchement d'un grand nombre de sources de courant externe, communément utilisées dans le domaine. Enfin, en plus de ce qui précède, divers aménagements et variantes à la cartouche chauffante Cl, ainsi qu'aux vannes thermostatiques 1, 1001 et 2001 décrites jusqu'ici sont par ailleurs envisageables. En particulier, on notera que, dans les exemples de réalisation considérés sur les figures, le tube 33 de la cartouche chauffante Cl, dans lequel est agencée la résistance chauffante 34, constitue le piston de l'élément thermostatique 30: toutefois, pour d'autres géométries de construction de vannes thermostatiques, ce tube de la cartouche chauffante et le piston de l'élément thermostatique, dont la matière thermodilatable est chauffée par la résistance chauffante appartenant à la cartouche, peuvent consister en deux pièces distinctes. Dans ce cas, généralement, le tube de la cartouche chauffante s'étend à travers le fond de la coupelle de l'élément thermostatique, à l'opposé du piston de cet élément, la coupelle étant alors fixe par rapport au boîtier, tandis que le piston porte un obturateur pour commander l'ouverture et la fermeture de ce dernier vis-à-vis de ce dernier.25

Claims (1)

1. REVENDICATIONS1.- Cartouche chauffante (Cl) pour un élément thermostatique (30), comportant des moyens de chauffage électrique (33, 34, 35), qui sont adaptés pour être au moins en partie plongés dans une matière thermodilatable (32) d'un élément thermostatique (30) et qui incluent deux bornes de connexion (33B, 35B) à raccorder à une source de courant externe, caractérisée en ce qu'une première (33B) des deux bornes de connexion présente une forme globalement tubulaire, la seconde borne de connexion (35B) présentant une forme globalement cylindrique et étant au moins en partie agencée co-axialement à l'intérieur de la première borne de connexion (33B).

   2.- Cartouche chauffante suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de chauffage incluent une résistance chauffante (34) reliée électriquement aux première et seconde bornes de connexion (33B, 35B), ainsi qu'un tube (33) auxquelles les première et seconde bornes de connexion sont coaxiales et qui comprend à la fois une partie terminale (331), à l'intérieur de laquelle est agencée la résistance chauffante (34), et une partie terminale opposée (332), au niveau de laquelle sont prévues les première et seconde bornes de connexion (33B, 35B).

   3.- Cartouche chauffante suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la cartouche chauffante (Cl) comporte en outre une douille (36) électriquement isolante, qui est, au moins en partie, radialement interposée entre la première borne de connexion (33B) et la seconde borne de connexion (35B).

   4.- Vanne thermostatique (1 ; 1001 ; 2001), comportant : - une cartouche chauffante (Cl) conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, - un boîtier (10 ; 1010 ; 2010), qui délimite intérieurement une cavité (14 ; 1014 ; 2014) de circulation d'un fluide à l'intérieur de laquelle la cartouche chauffante (Cl) est au moins en partie agencée, et qui est pourvu de moyens de branchement (41, 42, 43, 44 ; 1041, 1042, 1044 ; 2044) pour brancher une source de courant externe aux première et seconde bornes de connexion (33B, 35B) de la cartouche chauffante, - un obturateur (20) de régulation de l'écoulement du fluide à travers la cavité (14 ; 1014 ; 2014), et - un élément thermostatique (30), qui contient une matière thermodilatable (32) dans laquelle sont plongés les moyens de chauffage (33, 34, 35) de la cartouche chauffante (Cl) et dont une partie mobile (31) entraîne l'obturateur (20) par rapport au boîtier (10 ; 1010 ; 2010), sous l'action de la dilatation de la matière thermodilatable.

   5.- Vanne suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de branchement comportent deux cosses conductrices allongées (41, 42 ; 42' ; 1041, 1042), dont des premières extrémités longitudinales respectives (41A, 42A ; 1041A, 1042A) sont connectées électriquement aux première et seconde bornes de connexion (33B, 35B), en coopérant respectivement avec la première borne et avec la seconde borne par complémentarité de formes, tandis que, à l'opposé de la première extrémité, les deux cosses présentent des secondes extrémités respectives (41 B, 42B ; 42'B ; 1041 B, 1042B) qui sont accessibles depuis l'extérieur du boîtier (10 ; 1010) pour être connectées à la source de courant externe.

   6.- Vanne suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les deux cosses (41, 42, 42') s'étendent en longueur suivant une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe central (X-X) des première et seconde bornes de connexion (33B, 35B).

   7.- Vanne suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les deux cosses (1041, 1042) s'étendent en longueur suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe central (X-X) des première et seconde bornes de connexion (33B, 35B).

   8.- Vanne suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que la première extrémité (41A, 42A) d'au moins une des deux cosses (41, 42) est conformée en une boucle (41A1, 41A2) sensiblement fermée sur elle-même, adaptée pour s'ajuster, avantageusement de manière élastique, autour de la borne de connexion (33B, 35B) à laquelle cette première extrémité est associée.

   9.- Vanne suivant l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que la première extrémité (42'A ; 1041A, 1042A) d'au moins une des deux cosses (42' ; 1041, 1042) inclut deux pattes (42'A1, 42'A2 ; 1041 A,, 1041 A2) adaptées pour pincer entre elles, avantageusement de manière élastique, la borne de connexion (33B, 35B) à laquelle cette première extrémité est associée.

   10.- Vanne suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que les moyens de branchement comprennent en outre une embase isolante (43) de support des deux cosses (41, 42), qui est adaptée pour être rapportée et fixée de manière étanche au boîtier (10) de manière à connecter les premières extrémités respectives (41A, 42A) des deux cosses aux première et seconde bornes de connexion (33B, 35B), et qui délimite un logement (44) de branchement pour la source de courant externe, à l'intérieur duquel sont disposées les secondes extrémités respectives (41 B, 42B) des deux cosses.

   11.- Vanne suivant l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée en ce que les moyens de branchement comprennent en outre un logement (1044) de branchement pour la source de courant externe, qui est délimité extérieurement par leboîtier (1010) et qui est séparé de la cavité (1014) par une paroi (1016) du boîtier à travers laquelle les deux cosses (1041, 1042) sont agencées et fixées de manière étanche de sorte que les premières extrémités respectives (1041A, 1042A) et les secondes extrémités respectives (1041 B, 1042B) de ces deux cosses sont disposées de part et d'autres de cette paroi, respectivement à l'intérieur d'un espace vide (1017) étanché vis-à-vis du reste de la cavité (1014) et à l'intérieur du logement de branchement (1044).

   12.- Vanne suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens de branchement comprennent un logement (2044) de branchement pour la source de courant externe, qui est délimité extérieurement par le boîtier (2010) et qui communique avec la cavité (2014) par un passage (20161) de réception étanche des première et seconde bornes de connexion (33B, 35B) de manière que ces première et seconde bornes de connexion sont aptes à être engagées dans ce passage depuis la cavité jusque dans le logement de branchement (2044).