FR3035524A1 - Dispositif thermostatique de regulation de la circulation d'un fluide, ainsi que vanne thermostatique comprenant un tel dispositif - Google Patents

Abstract

Ce dispositif (2) comprend un élément thermostatique (10), ainsi qu'un obturateur (20), qui est déplaçable axialement par rapport à un siège fixe (5A) d'un boîtier (3) de manière à ouvrir et fermer un passage de circulation du fluide et qui est lié à un corps (11) de l'élément thermostatique de sorte que, lors de la dilatation d'une matière thermodilatable contenue dans ce corps, ce corps entraîne l'obturateur par rapport au siège, un piston (12) de l'élément thermostatique, plongeant dans cette matière thermodilatable, étant lié fixement au boîtier. Afin que l'intégration d'une fuite à l'obturateur soit à la fois économique, performante et fiable, l'obturateur comprend, en tant que deux pièces distinctes : - un insert (22) de réception du corps de l'élément thermostatique, qui est pourvu de moyens de fuite (22.5, 22.6), adaptés pour laisser le fluide librement s'écouler entre le corps de l'élément thermostatique et la face intérieure de l'insert et traverser l'insert pour en atteindre la face extérieure, et - un manchon (23) de chemisage externe du corps de l'élément thermostatique, qui est rapporté fixement à l'insert en entourant à distance toute la périphérie du corps de l'élément thermostatique de manière à délimiter radialement entre ce corps de l'élément thermostatique et le manchon un volume libre (V) de circulation du fluide passant par les moyens de fuite.

Description

1 Dispositif thermostatique de régulation de la circulation d'un fluide, ainsi que vanne thermostatique comprenant un tel dispositif La présente invention concerne un dispositif thermostatique, ainsi qu'une vanne thermostatique comprenant un tel dispositif.

L'invention s'intéresse en particulier aux dispositifs et vannes thermostatiques qui sont utilisés dans des circuits de refroidissement de moteurs thermiques, notamment ceux des véhicules automobiles, des poids lourds, des deux roues et des moteurs stationnaires. Ceci étant, ce domaine d'application n'est pas limitatif de l'invention, dans le sens où le dispositif et la vanne conformes à l'invention sont utilisables dans divers autres circuits de fluide, par exemple les circuits de refroidissement de boîtes de vitesse, les circuits d'eau, les circuits d'huile, etc. Au sein d'un circuit de fluide, une telle vanne thermostatique est utilisée pour réguler la circulation du fluide, c'est-à-dire répartir ce fluide dans différentes voies du circuit, en fonction de la température de ce fluide. Ces vannes sont dites thermostatiques, dans le sens où le déplacement de leur obturateur interne par rapport à un siège associé du boîtier de la vanne est commandé par un élément thermostatique, c'est-à-dire un élément qui comprend un corps, contenant une matière thermodilatable, et un piston, plongé dans cette matière thermodilatable, le corps et le piston étant déplaçables l'un par rapport à l'autre en translation selon l'axe longitudinal du piston, tandis que soit le corps, soit le piston est, en service, lié fixement au boîtier de la vanne. Ceci étant rappelé, il est connu d'autoriser un léger écoulement du fluide, typiquement qualifié de fuite, à travers l'obturateur, en particulier lorsque ce dernier est au contact du siège du boîtier et ferme le passage de circulation de fluide correspondant. De cette façon, même lorsque l'obturateur est en position fermée, une petite quantité de fluide continue de s'écouler à travers l'obturateur, ce qui évite d'aboutir à un différentiel de pression trop important de part et d'autre de l'obturateur, qui pourrait perturber le fonctionnement de la vanne, par exemple en induisant des à-coups de pression au moment où l'obturateur est commandé pour s'écarter de la position fermée. Bien entendu, cette fuite contrôlée doit rester faible pour maintenir la régulation escomptée. En pratique, diverses solutions de fuite, intégrées aux obturateurs des vannes thermostatiques existantes, sont répandues et éprouvées. Plus récemment, DE-U-20 2010 017 837 a proposé d'intégrer une fuite de ce genre dans un obturateur réalisé d'une seule pièce en matière plastique. Tandis que le piston de l'élément thermostatique est lié fixement au boîtier de vanne, le corps de cet élément thermostatique est reçu à l'intérieur de l'obturateur, en ménageant, entre ce 3035524 2 dernier et le corps de l'élément thermostatique, trois passages séparés d'écoulement libre du fluide, qui occupent trois portions angulaires distinctes autour du corps de l'élément thermostatique. La fuite est ainsi canalisée le long du corps de l'élément thermostatique, en étant répartie en trois écoulements balayant localement le corps de l'élément 5 thermostatique. Cependant, cette solution s'avère contraignante et coûteuse à mettre en oeuvre, car elle a une tenue mécanique limitée, notamment sur le long terme, et présente une conception figée dans le sens où toute évolution du diamètre extérieur de l'obturateur et/ou de la taille de l'élément thermostatique impose de redimensionner totalement l'obturateur.

10 Le but de la présente invention est de proposer un dispositif thermostatique amélioré, dont l'intégration d'une fuite à l'obturateur est à la fois économique, performante et fiable. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif thermostatique de régulation de la circulation d'un fluide comprenant : 15 - un élément thermostatique, qui définit un axe et qui inclut à la fois un piston, s'étendant suivant l'axe et destiné à être lié fixement à un boîtier de canalisation du fluide, et un corps, sensiblement centré sur l'axe et contenant une matière thermodilatable dans laquelle le piston est plongé, de sorte que le piston et le corps sont mobiles l'un par rapport à l'autre suivant l'axe, en s'écartant l'un de l'autre sous l'action d'une dilatation de 20 la matière thermodilatable, et - un obturateur, qui est déplaçable axialement par rapport à un siège fixe du boîtier de manière à ouvrir et fermer un passage de circulation du fluide et qui est lié au corps de l'élément thermostatique de sorte que, lors de la dilatation de la matière thermodilatable, le corps de l'élément thermostatique entraîne axialement l'obturateur par rapport au siège 25 fixe, caractérisé en ce que l'obturateur comprend, en tant que deux pièces distinctes : - un insert de réception du corps de l'élément thermostatique, qui est pourvu de moyens de fuite, adaptés pour laisser le fluide librement s'écouler entre le corps de l'élément thermostatique et la face intérieure de l'insert et traverser l'insert pour en 30 atteindre la face extérieure, et - un manchon de chemisage externe du corps de l'élément thermostatique, qui est rapporté fixement à l'insert en entourant à distance toute la périphérie du corps de l'élément thermostatique de manière à délimiter radialement entre ce corps de l'élément thermostatique et le manchon un volume libre de circulation du fluide passant par les 35 moyens de fuite.

3035524 3 Une des idées à la base de l'invention est que l'obturateur du dispositif thermostatique associe au moins deux pièces distinctes, que sont un insert et un manchon. L'insert est conçu pour recevoir intérieurement le corps de l'élément thermostatique et ainsi, en service, être lié à ce dernier. Cet insert intègre une fuite du 5 fluide à réguler par le dispositif thermostatique : quelle que soit la position de l'obturateur, notamment même lorsque l'obturateur est positionné par rapport à un siège fixe du boîtier de manière à fermer la circulation du fluide entre l'obturateur et ce siège, du fluide est libre de s'écouler à travers l'obturateur et entre le corps de l'obturateur et la face intérieure de cet insert. Un des intérêts de cette fuite est, comme indiqué dans la partie introductive 10 de ce document, d'éviter l'apparition d'un différentiel de pression trop important de part et d'autre de l'obturateur en position fermée. Le manchon est, quant à lui, conçu pour chemiser l'extérieur du corps de l'élément thermostatique, en l'entourant à distance sur toute sa périphérie : le fluide passant par la fuite aménagée au niveau de l'insert circule alors dans un volume libre, typiquement de forme annulaire, délimité radialement entre la 15 face extérieure du corps de l'élément thermostatique et la face intérieure du manchon. Comme ce volume libre court tout autour du corps de l'élément thermostatique, la totalité de la face extérieure de ce corps est balayée par le fluide de la fuite traversant l'obturateur en position fermée, si bien que même lorsque cette fuite est dimensionnée à une faible valeur, le corps de l'élément thermostatique est efficacement sollicité 20 thermiquement par le fluide de la fuite. Ainsi, un des autres intérêts de la fuite est que la sollicitation thermique du corps de l'élément thermostatique par cette fuite permet de pré-sensibiliser ce corps dans le sens où, alors même que l'obturateur est en position fermée, le corps de l'élément thermostatique est maintenu par la fuite à la température du fluide de cette fuite, cette température étant typiquement plus grande que celle à laquelle le 25 corps de l'élément thermostatique serait laissé en l'absence totale de fluide. On comprend en particulier que lorsqu'un flux soudain de fluide significativement plus chaud que celui de la fuite à travers l'obturateur fermé, arrive directement sur le corps de l'élément thermostatique, via une voie autre que celle fermée par l'obturateur, la montée en température du corps de l'élément thermostatique est plus douce que si ce corps n'avait 30 pas été pré-sensibilisé : l'obturateur s'ouvre alors de manière plus progressive, en évitant les à-coups de débit dans le circuit auquel est intégré le dispositif thermostatique conforme à l'invention. Par ailleurs, conformément à l'invention, le manchon de chemisage du corps de l'élément thermostatique est rapporté fixement à l'insert de réception de ce corps, cette 35 fixation pouvant être réalisée de manière simple, robuste et économique. Le dispositif 3035524 4 thermostatique conforme à l'invention s'avère ainsi facile à adapter à divers environnements de montage, tant à diverses interfaces de coopération avec son obturateur, moyennant l'adaptation en diamètre extérieur de l'insert et/ou du manchon, qu'a diverses tailles de son élément thermostatique, moyennant l'adaptation en diamètre 5 intérieur de l'insert et/ou du manchon. De plus, l'insert et le manchon de l'obturateur, le cas échéant complétés par un joint additionnel, peuvent être assemblés les uns aux autres indépendamment du reste du dispositif thermostatique, ce qui revient à dire que l'obturateur peut être mis à disposition sous forme d'un sous-ensemble préassemblé, facilitant ainsi la fabrication et améliorant encore l'adaptabilité du dispositif thermostatique 10 conforme à l'invention. Des aspects pratiques avantageux de la mise en oeuvre de l'invention sont par ailleurs donnés plus loin, dans la description à venir. Selon des caractéristiques additionnelles avantageuses du dispositif thermostatique conforme à l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : 15 - l'insert et le manchon sont métalliques ; - l'insert inclut une couronne d'appui axial pour le corps de l'élément thermostatique, et les moyens de fuite comprennent, à la fois, au moins un trou traversant de ladite couronne, prévu pour laisser le fluide s'écouler librement à travers la couronne, et au moins un relief de ladite couronne, prévu pour surélever axialement le corps de 20 l'élément thermostatique ; - le ou chaque relief de la couronne de l'insert est réalisé sous forme d'un bossage ; - l'insert inclut en outre, en périphérie intérieure de sa couronne, un anneau ajusté radialement au corps de l'élément thermostatique, et le ou chaque trou traversant de 25 ladite couronne est réalisé sous forme d'une encoche depuis ledit anneau ; - le manchon est pourvu, à l'une de ses extrémités axiales, d'un rebord périphérique de fixation à la face extérieure de l'insert ; - le rebord périphérique du manchon est emmanché serré autour de l'insert ; - l'obturateur comprend en outre un joint, qui est adapté pour être appuyé de 30 manière étanche contre le siège fixe lorsque le passage de circulation de fluide est fermé par l'obturateur et qui est enserré axialement entre l'insert et le manchon ; - le dispositif thermostatique comprend en outre un ressort de compression, qui, lors d'une contraction de la matière thermodilatable de l'élément thermostatique, rappelle le piston dans le corps de l'élément thermostatique et entraîne axialement l'obturateur par 35 rapport au siège fixe, lequel ressort de compression inclut deux extrémités opposées, 3035524 5 dont la première extrémité est appuyée axialement contre le manchon de l'obturateur tandis que la seconde extrémité de ce ressort de compression est destinée à être appuyée axialement contre le boîtier. L'invention a également pour objet une vanne thermostatique, comportant un 5 boîtier, ainsi qu'un dispositif thermostatique, qui est tel que défini ci-dessus et dont le piston de l'élément thermostatique est lié fixement au boîtier. 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 10 l'invention ; - la figure 2 est une vus similaire à la figure 1, montrant la vanne dans une configuration de fonctionnement différente ; - la figure 3 est une perspective d'un éclaté d'un dispositif thermostatique appartenant à la vanne de la figure 1 ; 15 - la figure 4 est une perspective d'un obturateur du dispositif thermostatique de la figure 3 ; - la figure 5 est une vue en élévation selon la flèche V de la figure 4 ; et - la figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 5. Sur les figures 1 à 6 est représentée une vanne 1 comprenant un dispositif 20 thermostatique 2 de régulation de la circulation d'un fluide. Ce fluide est typiquement un fluide de refroidissement ou un fluide caloporteur. A titre d'exemple, la vanne 1 appartient à un circuit secondaire d'un ensemble de refroidissement d'un moteur thermique, notamment d'un moteur de véhicule automobile, cet exemple n'étant cependant pas limitatif, comme évoqué dans la partie introductive de ce document.

25 Le dispositif thermostatique 2 est représenté seul sur la figure 3 tandis que, sur les figures 1 et 2, ce dispositif 2 est agencé dans des parties 4, 5 et 6 d'un boîtier 3 de la vanne 1, étant remarqué que ces parties 4, 5 et 6 sont fixes l'une par rapport à l'autre, en étant par exemple venues de matière et/ou solidarisées fixement, lorsque la vanne 1 est en service comme sur les figures 1 et 2. En pratique, sur les figures 1 et 2, les parties 4, 5 30 et 6 du boîtier 3 ne sont représentées que de manière partielle et schématique, leur forme de réalisation n'étant pas limitative de l'invention. Dans tous les cas, lorsque la vanne 1 est en service, le boîtier 3 canalise le fluide, en définissant au moins deux voies 1A et 1B de circulation du fluide : l'une de ces voies constitue une entrée de fluide tandis que l'autre voie constitue une sortie de fluide. Dans la forme de réalisation considérée sur les 35 figures 1 et 2, le boîtier définit une troisième voie 10 de circulation du fluide, qui peut être 3035524 6 soit une entrée de fluide, soit une sortie de fluide pour la vanne 1. A titre d'exemple, lorsque la vanne 1 appartient à un circuit secondaire d'un ensemble de refroidissement, la voie 1A constitue une entrée du fluide provenant d'un échangeur prévu pour abaisser la température du fluide le traversant, tandis que, d'une part, la voie 1B constitue une sortie 5 de ce fluide, envoyant par exemple ce dernier à une unité thermique du circuit secondaire, et, d'autre part, la voie 10 constitue une entrée de fluide, alimentée par du fluide n'étant pas passé par l'échangeur de chaleur précité et provenant par exemple directement de l'unité thermique précitée. Dans cet exemple, on comprend que, en service, le fluide alimentant la vanne 1 par sa voie 1A est prévu pour être plus froid que le fluide alimentant 10 la vanne par sa voie 10, le fluide sortant de la vanne 1 par sa voie 1B présentant une température qui est comprise ente celles des deux entrées de fluide et dont la valeur résulte des débits de fluide effectivement admis à l'intérieur de la vanne respectivement par ces deux entrées. Le dispositif thermostatique 2 comporte un élément thermostatique 10 qui est 15 centré sur un axe géométrique X-X. Cet élément thermostatique 10 inclut un corps 11, centré sur l'axe X-X et contenant une matière thermodilatable telle qu'une cire. L'élément thermostatique 10 comprend également un piston 12, dont l'axe géométrique longitudinal est aligné sur l'axe X-X au sein du dispositif 2 et dont une partie axiale terminale est plongée dans la matière thermodilatable contenue dans le corps 11. Le corps 11 et le 20 piston 12 sont mobiles l'un par rapport à l'autre en translation selon l'axe X-X : sous l'effet de la dilatation de la matière thermodilatable, le piston 12 se déploie hors du corps 11, tandis que, lors d'une contraction de la matière thermodilatable, le piston est escamoté dans le corps 11 sous l'effet d'un ressort de rappel 30 décrit plus loin. Au sein de la vanne 1 lorsque celle-ci est en service, le piston 12 de l'élément 25 thermostatique 10 est lié fixement au boîtier 3. Plus précisément, de manière connue en soi, la partie terminale de ce piston 12, opposée à celle plongée dans le corps 11, est liée fixement à la partie 4 du boîtier 3, agencée en travers de l'axe X-X. En pratique, diverses formes de réalisation sont envisageables en ce qui concerne la liaison fixe de la partie terminale précitée du piston 12 à la partie 4 du boîtier 3 : cette liaison fixe peut être 30 réalisée soit uniquement par appui axial, soit par fixation amovible, de type clipsage ou emmanchement glissant, soit par solidarisation à demeure de type emmanchement en force, surmoulage ou ajout d'un système mécanique de maintien. Dans tous les cas, on comprend que lorsque la matière thermodilatable du corps 11 de l'élément thermostatique 10 se dilate ou se contracte, le piston 12 est maintenu immobile par rapport au boîtier 3, 35 du fait de la liaison fixe de sa partie terminale précitée à la partie 4 de ce boîtier.

3035524 7 Le dispositif thermostatique 2 comprend également un obturateur 20 qui est déplaçable selon l'axe X-X par rapport à un siège fixe 5A de la partie 5 du boîtier 3, de manière à ouvrir et fermer un passage de circulation de fluide, défini entre le siège et l'obturateur : au sein de la vanne 1 en service, lorsque l'obturateur 20 est appuyé contre 5 le siège 5A comme dans la configuration de fonctionnement représentée à la figure 1, cet obturateur ferme le passage précité et interdit donc la circulation du fluide entre les voies 1A et 1B par ce passage, tandis que, lorsque l'obturateur 20 est écarté du siège 5A comme dans la configuration de fonctionnement représentée sur la figure 2, l'obturateur 20 ouvre le passage précité et autorise donc l'écoulement du fluide entre les voies 1A et 10 1B, comme indiqué par des flèches E sur la figure 2. L'obturateur 20 s'apparente ainsi à un clapet. Pour commander en déplacement l'obturateur 20, ce dernier est lié fixement au corps 11 de l'élément thermostatique 10 de sorte que, au sein de la vanne 1 lorsqu'elle est en service, le déplacement axial du corps 11 par rapport au boîtier 3, résultant de la 15 dilatation de la matière thermodilatable, provoque un déplacement correspondant de l'obturateur 20 de manière à ouvrir le passage précité, par écartement axial de cet obturateur vis-à-vis du siège fixe 5A. Par commodité, la suite de la description est orientée par rapport à l'axe X-X, de sorte que l'adjectif « intérieur » qualifie un élément tourné vers l'axe X-X, tandis que 20 l'adjectif « extérieur » qualifie un élément tourné à l'opposé de l'axe X-X. De même, les termes « supérieur », « haut » et similaires qualifient un élément qui, dans la direction de l'axe X-X, est tourné vers le haut sur les figures 1 à 4 et 6, tandis que les termes « inférieur », « bas » et similaires qualifient un élément tourné en sens opposé. Ainsi, dans l'exemple considéré ici, le piston 12 est agencé au-dessus du corps 11, sa partie 25 terminale, plongée dans le corps 11, étant sa partie terminale inférieure, tandis que sa partie terminale, liée fixement à la partie 4 du boîtier 3, est sa partie terminale supérieure. Comme bien visible sur les figures 3 à 6, l'obturateur 20 comprend avantageusement, en tant que pièce distincte du reste de l'obturateur, un joint 21. Ce joint 21 est réalisé en élastomère ou en caoutchouc ou, plus généralement, en une matière 30 souple comparativement au reste de l'obturateur 20, de sorte que le joint 21 est conçu, lorsque l'obturateur 20 ferme le passage de circulation de fluide précité comme sur la figure 1, pour être appuyé de manière souple, voire élastique, contre le siège 5A de la partie 5 du boîtier 3 et ainsi étancher le contact entre ce siège et l'obturateur. Ainsi, le joint 21 peut être qualifié de joint d'étanchéité pour l'obturateur 20. A titre de variante non 35 représentée, l'obturateur 20 peut être dépourvu du joint 21, par exemple dans le cas où 3035524 8 une garniture d'étanchéité est prévue sur le siège 5A ou bien dans le cas où un contact non étanché entre le siège et l'obturateur en position fermée est toléré. Dans la forme de réalisation considérée sur les figures, le joint 21 est un joint plat, qui présente une forme globale de rondelle, centrée sur l'axe X-X. Cette forme de joint 5 plat est particulièrement économique. L'obturateur 20 comprend également, en tant que pièce distincte du reste de l'obturateur, une pièce 22, qui inclut l'intégralité de la partie de l'obturateur 20, située le plus près radialement de l'axe X-X et qui, de ce fait, est appelée insert par la suite. Comme bien visible sur les figures 3 et 6, l'insert 22 présente globalement une forme 10 tubulaire et étagée, qui est sensiblement centrée sur l'axe X-X et à l'extérieur de laquelle est agencé en totalité le reste de l'obturateur 20. L'insert 22 présente ainsi des faces intérieure et extérieure, respectivement référencées 22A et 22B sur la figure 6. Comme bien visible sur la figure 6, l'insert 22 comprend un anneau inférieur 22.1 et un anneau supérieur 22.2, centrés sur l'axe X-X. L'anneau inférieur 22.1 présente des 15 diamètres intérieur et extérieur qui sont respectivement plus petits que les diamètres intérieur et extérieur de l'anneau supérieur 22.2, de sorte que l'insert 22 inclut une partie épaulée formant une couronne 22.3 qui relie l'extrémité supérieure de l'anneau inférieur 22.1 à l'extrémité inférieure de l'anneau supérieur 22.2, en s'étendant globalement dans un plan géométrique perpendiculaire à l'axe X-X. A son extrémité supérieure, l'anneau 20 supérieur 22.2 est prolongé par une couronne 22.4 en saillie radiale vers l'extérieur de l'anneau supérieur 22.2. Cette couronne 22.4 s'étend globalement dans un plan géométrique perpendiculaire à l'axe X-X, étant remarqué que, dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, la partie périphérique extérieure de la couronne 22.4 est légèrement inclinée vers le bas en s'éloignant de l'axe X-X.

25 Suivant une forme de réalisation pratique et avantageuse, l'insert 22 est métallique, en étant réalisé par exemple en acier inoxydable. Cet insert 22, qui inclut de façon monobloc l'anneau inférieur 22.1, la couronne 22.3, l'anneau supérieur 22.2 et la couronne 22.4, est notamment réalisé par pliage et/ou emboutissage d'une tôle. Comme bien visible sur les figures 4 à 6, la couronne 22.3 de l'insert 22 est 30 traversée axialement de part en part par des trous 22.5. Dans l'exemple de réalisation considéré ici, ces trous traversants 22.5 sont prévus en trois exemplaires, en étant régulièrement répartis autour de l'axe X-X. Suivant une forme de réalisation pratique et avantageuse, chacun de ces trous traversants 22.5 est réalisé sous forme d'une encoche, creusée dans la couronne 22.3 depuis l'anneau inférieur 22.1 qui se trouve ainsi, suivant 35 sa périphérie, interrompu au niveau de cette encoche.

3035524 9 Egalement comme bien visible sur les figures 4 à 6, la couronne 22.3 de l'insert 22 est pourvue, sur sa face supérieure, de reliefs 22.6 en saillie vers le haut par rapport au reste de la couronne 22.3. Suivant une forme de réalisation pratique et avantageuse, qui est mise en oeuvre dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, chacun de ces 5 reliefs 22.6 est réalisé sous forme d'un bossage. Comme bien visible sur les figures 1 et 2, le diamètre intérieur de l'anneau inférieur 22.1 de l'insert 22 est sensiblement complémentaire du diamètre extérieur d'une coupelle inférieure 13 du corps 11 de l'élément thermostatique 10, dans laquelle la matière thermodilatable est stockée, tandis que le diamètre intérieur de l'anneau 10 supérieur 22.2 de l'insert est au moins légèrement supérieur au diamètre extérieur d'une collerette périphérique supérieure 14 de ce corps 11, qui est agencée radialement en saillie vers l'extérieur de la coupelle 13 : à l'état assemblé du dispositif thermostatique 2, le corps 11 de l'élément thermostatique 10 est reçu de manière globalement complémentaire dans un alésage que délimite la face intérieure 22A de l'insert 22 au 15 niveau de ces anneaux 22.1 et 22.2. Plus précisément, la partie terminale supérieure de la coupelle 13 est logée de manière ajustée dans l'anneau inférieur 22.1 et la partie terminale inférieure de la collerette 14 est logée avec un jeu radial dans l'anneau supérieur 22.2, un épaulement 15 formé à la jonction entre la coupelle 13 et la collerette 14 étant reçu en appui axial vers le bas contre la couronne 22.3 de l'insert 22. Suivant 20 une possibilité de réalisation pratique et efficace, la liaison entre le corps 11 de l'élément thermostatique 10 et l'insert 22 de l'obturateur 20 est prévue fixe et est réalisée par emmanchement serré de l'anneau inférieur 22.1 autour de la coupelle 13 du corps 11. Bien entendu, à titre de variante non représentée, d'autres possibilités de réalisation de cette liaison fixe sont envisageables. Dans tous les cas, plus généralement, dans la 25 mesure où aucune interaction directe n'est réalisée entre le corps 11 de l'élément thermostatique 10 et le reste de l'obturateur 20, on comprend que l'insert 22 assure de manière exclusive la liaison entre l'obturateur et le corps de l'élément thermostatique. A l'état assemblé du dispositif thermostatique 2, qui vient d'être décrit, on comprend que, comme bien visible sur les figures 1 et 2, les reliefs 22.6 de la couronne 30 22.3 de l'insert 22 surélèvent axialement vers le haut le corps 11 de l'élément thermostatique 10, en décalant vers le haut l'épaulement 15 de ce corps vis-à-vis du reste de la couronne 22.3. De cette façon, comme bien visible dans la moitié droite des figures 1 et 2, l'épaulement 15 du corps 11 de l'élément thermostatique 10 ne repose pas en appui obturant contre le débouché vers le haut des trous 22.5 de la couronne 22.3, mais, 35 au contraire, est écarté vers le haut de ces débouchés supérieurs, en ménageant ainsi, 3035524 10 entre cet épaulement 15 et le débouché supérieur de chacun des trous 22.5, un jeu axial non nul. A la jonction entre la couronne 22.3 et l'anneau supérieur 22.2, le jeu axial précité communique librement avec le jeu radial délimité entre l'anneau supérieur 22.2 et la collerette 14 du corps 11 de l'élément thermostatique, ce jeu radial débouchant 5 librement vers le haut sur l'extérieur. On comprend que les trous traversants 22.5 et les reliefs 22.6 appartiennent à des moyens de fuite dont est pourvu l'insert 22, dans le sens où, à l'état assemblé du dispositif thermostatique 2, du fluide est libre de s'écouler à l'intérieur de l'insert 22, plus précisément entre le corps 11 de l'élément thermostatique 10 et au moins une partie de la face intérieure 22A de l'insert, et traverser cet insert pour en 10 atteindre la face extérieure 22B, comme indiqué par les flèches F sur la figure 1. Dans l'exemple de réalisation considéré ici, cette fuite de fluide, appelé F par la suite, provient de la voie 1A et rejoint, à travers l'obturateur 20, la voie 1B, en s'écoulant d'abord dans le jeu radial entre l'anneau supérieur 22.2 de l'insert 22 et la collerette 14 du corps 11 de l'élément thermostatique 10, puis dans le jeu axial, résultant des reliefs 22.6, entre la 15 couronne 22.3 de l'insert et l'épaulement 15 du corps de l'élément thermostatique, avant de rejoindre la face inférieure de la couronne 22.3 via les trous traversants 22.5. En pratique, quelle que soit la forme de réalisation des moyens de fuite précités, la fuite de fluide F est libre de se produire quelle que soit la position axiale de l'obturateur 20 par rapport au boîtier 3. Ceci étant, le fluide tend à s'écouler par cette fuite F de manière 20 quasi exclusive lorsque l'obturateur 20 est en position fermée comme sur la figure 1, c'est-à-dire lorsque l'obturateur est en contact avec le siège 5A, car, dès que l'obturateur 20 est écarté du siège 5A, le fluide tend à s'écouler très majoritairement, voire exclusivement par le passage ouvert entre l'obturateur et le siège, comme indiqué par les flèches E à la figure 2, l'écoulement du fluide par ce passage étant significativement 25 moins résistant que par les moyens de fuite précités. L'obturateur 20 comprend en outre, également en tant que pièce distincte du reste de l'obturateur, un manchon 23 qui est agencé coaxialement et autour de l'insert 22. Le manchon 23 présente globalement une forme tubulaire, centrée sur l'axe X-X, qui, à l'état assemblé du dispositif thermostatique 2, entoure le corps 11 de l'élément thermostatique 30 10, avec, au niveau axial de l'insert 22, interposition radiale d'au moins une partie de cet insert. Ainsi, le manchon 23 chemise extérieurement le corps 11 de l'élément thermostatique 10. Le manchon 23 inclut un tube principal 23.1, qui est centré sur l'axe X-X et qui relie l'une à l'autre les extrémités axiales opposées 23A et 23B du manchon. Dans 35 l'exemple de réalisation considéré sur les figures, ce tube 23.1 est à base circulaire, ses 3035524 11 faces intérieure et extérieure étant cylindriques à profil circulaire centré sur l'axe X-X. A l'extrémité inférieure 23B du manchon 23, le tube 23.1 est libre de sorte que le manchon débouche librement sur l'extérieur suivant l'axe X-X, comme bien visible sur les figures 1, 2 et 6. A l'extrémité supérieure 23A du manchon 23, le tube 23.1 est prolongé, en 5 direction de l'axe X-X, par une paroi de fermeture axiale du manchon, cette paroi de fermeture incluant à la fois une couronne 23.2 et un rebord périphérique 23.3. Dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, la couronne 23.2 du manchon 23 relie l'extrémité supérieure du tube 23.1 à l'extrémité inférieure du rebord 23.3, en s'étendant globalement dans un plan géométrique perpendiculaire à l'axe X-X, tandis que le rebord 10 23.3 présente une forme annulaire, centrée sur l'axe X-X, en s'étendant axialement vers le haut depuis l'extrémité intérieure de la couronne 23.2. Quelle que soit la forme de réalisation de la paroi de fermeture du manchon 23, prévue à son extrémité supérieure 23A, le rebord 23.3 de cette paroi de fermeture est conçu pour ceinturer et être fixé à la face extérieure 22B de l'insert 22 : suivant une forme 15 de réalisation économique et résistante, qui est d'ailleurs mise en oeuvre dans l'exemple considéré sur les figures, le rebord 23.1 du manchon 23 est assujetti à la face extérieure de l'anneau supérieur 22.2 de l'insert 22, en étant emmanché serré autour de cet anneau 22.2. Quant à la couronne 23.2 de la paroi de fermeture précitée du manchon 23, elle est conçue pour participer à la fixation du joint 21, dans le sens où ce joint 21 est enserré 20 axialement entre l'insert 22 et le manchon 23, plus précisément entre la couronne 22.4 de l'insert et la couronne 23.2 du manchon 23, en appliquant au moins à la partie intérieure du joint 21 une contrainte d'ensserrage telle que le joint 21 est fermement retenu en place. Suivant une forme de réalisation pratique et performante, le manchon 23 est 25 métallique, en étant réalisé par exemple en acier inoxydable. Le manchon 23, qui inclut de façon monobloc le tube principal 23.1, la couronne 23.2 et le rebord 23.3, est avantageusement réalisé par emboutissage d'une tôle ou d'un profilé tubulaire. A l'état assemblé du dispositif thermostatique 2, le tube principal 23.1 du manchon 23 entoure à distance toute la périphérie extérieure du corps 11 de l'élément 30 thermostatique 10. Autrement dit, ce tube 23.1 court tout autour de la face extérieure du corps 11 de l'élément thermostatique 10, en particulier de la face extérieure de la coupelle 13 de ce corps 11, et ce, dans l'exemple de réalisation considéré ici, de façon sensiblement orthoradiale à l'axe X-X, tout en maintenant un écartement radial non nul entre cette face extérieure du corps 11 et la face intérieure du manchon 23, notamment 35 entre la face extérieure de la coupelle 13 et la face intérieure du tube principal 23.1. Le 3035524 12 manchon 23 et le corps 11 de l'élément thermostatique délimitent ainsi radialement entre eux un volume libre V qui, dans l'exemple considéré ici, est essentiellement délimité radialement entre la coupelle 11 et le tube 23.1 et présente une forme géométrique sensiblement annulaire, à base circulaire et centrée sur l'axe X-X. Comme bien visible sur 5 les figures 1 et 2, l'extrémité supérieure de ce volume libre V est fermée par, à la fois, la couronne 23.2 du manchon 23 et la couronne 22.3 de l'insert 22, ces deux couronnes étant d'ailleurs avantageusement situées sensiblement au même niveau le long de l'axe X-X. On comprend qu'en présence de la fuite de fluide F évoquée plus haut, le fluide 10 passant par les moyens de fuite précités circule librement dans le volume libre V, comme indiqué par les flèches dessinées sur la figure 1 à l'intérieur de ce volume V. Du fait de l'écartement radial entre le manchon 3 et le corps 11 de l'élément thermostatique 10 sur toute la périphérie extérieure de ce corps, le fluide circulant dans le volume libre V balaye l'intégralité de la face extérieure de la partie de ce corps 11, disposée à l'intérieur du 15 manchon 3, autrement dit l'intégralité de la face extérieure de la coupelle 13 pour l'exemple de réalisation considéré sur les figures, ce fluide étant canalisé de manière correspondante par le tube 23.1 du manchon 3. Dans le cas de figure évoqué plus haut où le fluide entre dans la vanne 1 par la voie 1A, la fuite de fluide F, qui s'écoule du haut vers le bas à travers l'obturateur 20, 20 atteint, en sortant du débouché inférieur des trous traversants 22.5 de la couronne 22.3 de l'insert 22, l'extrémité haute du volume libre V puis s'écoule vers le bas le long de la face extérieure de la coupelle 13, jusqu'à atteindre l'extrémité inférieure du volume V d'où le fluide sort librement du manchon 23 axialement vers le bas, via l'extrémité inférieure 23B de ce manchon. Plus généralement, quel que soit le sens de circulation du fluide à 25 travers la vanne 1, on comprend que la fuite de fluide, permise à travers l'insert 22 recevant intérieurement le corps 11 de l'élément thermostatique 10 et canalisée tout autour de ce corps 11 par le manchon 23 chemisant extérieurement ce corps 11, pré-sensibilise thermiquement l'élément thermostatique 10 de manière efficace, en particulier lorsque la vanne 1 a son obturateur 20 en position fermée, comme sur la figure 1 : lors 30 d'une soudaine admission d'un flux de fluide plus chaud que celui de la fuite, par exemple via la voie 1C de la vanne 1, la montée en température du corps 11 de l'élément thermostatique est plus douce et l'ouverture de l'obturateur 20 est plus progressive que si ce corps 11 n'avait pas été pré-sensibilisé par le fluide de la fuite. Le ressort précité 30 est un ressort de compression, appartenant au dispositif 35 thermostatique 2. Au sein de la vanne 1 lorsque celle-ci est en service, ce ressort 30 est 3035524 13 prévu pour rappeler le corps 11 de l'élément thermostatique 10 vers le piston 12 de cet élément thermostatique lors d'une contraction de la matière thermodilatable, de manière à commander la fermeture du passage de circulation de fluide précité, via l'entraînement, par le corps 11, de l'obturateur 20 vis-à-vis du siège 5A. Pour ce faire, le ressort 30 est 5 interposé fonctionnellement entre le corps 11 et le piston 12 de l'élément thermostatique 10 de manière à être comprimé dans l'axe X-X lorsque le corps 11 et le piston 12 s'écartent axialement l'un de l'autre. Plus spécifiquement dans le mode de réalisation considéré ici, le ressort 30 est physiquement interposé, dans l'axe X-X, entre l'obturateur 20 et la partie 6 du boîtier 3, une spire d'extrémité supérieure 31 du ressort 30 étant 10 appuyée axialement contre le manchon 23, en particulier contre sa couronne 23.2, tandis que, à l'opposé axial de cette spire 31, une spire d'extrémité inférieure 32 du ressort 30 est appuyée axialement vers le bas contre la partie 6 du boîtier 3. Quelle que soit leur forme de réalisation individuelle, l'insert 22 et le manchon 23, ainsi que, le cas échéant, le joint 21, sont préférentiellement assemblés les uns aux 15 autres de manière indépendante du reste du dispositif thermostatique 2. Ainsi, indépendamment de l'élément thermostatique 10 et du ressort de compression 30, l'insert 22 et le manchon 23 sont fixés l'un à l'autre, le cas échéant en enserrant entre eux le joint 21, en obtenant l'obturateur 20 à l'état assemblé, tel que décrit plus haut et tel que représenté sur les figures 4 à 6. Puis cet obturateur 20, en tant que sous-ensemble 20 préassemblé, est assemblé à l'élément thermostatique 10 et au ressort de compression 30, le dispositif thermostatique 2 obtenu étant agencé à l'intérieur du boîtier 3 pour former la vanne 1. De cette façon, on comprend que l'ensemble préassemblé, que constitue l'obturateur 20, est interchangeable au sein du dispositif thermostatique 2 et donc au sein de la vanne 1. En d'autres termes, en modifiant les spécificités de forme et/ou celles de 25 dimension de l'insert 22 et/ou du manchon 23, et/ou du joint 21 le cas échéant, l'obturateur 20 est facilement adaptable à des éléments thermostatiques, à des ressorts de compression et à des boîtiers de vanne, fonctionnellement similaires à l'élément thermostatique 10, au ressort de compression 30 et au boîtier 3 décrits jusqu'ici mais présentant des formes et des tailles différentes.

30 Divers aménagements et variantes au dispositif 2 et à la vanne 1 décrits jusqu'ici sont par ailleurs envisageables. A titre d'exemples : - plutôt que le ressort 30 soit agencé à l'intérieur du manchon 23 comme dans l'exemple de réalisation considéré sur les figures, le manchon peut être agencé extérieurement au manchon, tout en prenant avantageusement appui axialement contre 35 lui au niveau d'une couronne dédiée à cet effet, par exemple fonctionnellement similaire à 3035524 14 la couronne 23.2; dans ce cas, on comprend que, comparativement à l'exemple de réalisation considéré sur les figures, le tube principal 23.1 peut présenter une section transversale plus petite, de manière que ce tube soit logé à l'intérieur du ressort 30, du moment que la face intérieure de ce tube entoure à distance toute la périphérie extérieure 5 du corps 11 de l'élément thermostatique 10 ; et/ou - plutôt que d'être lié de manière fixe au corps 11 de l'élément thermostatique 10, l'obturateur 20 peut être monté sur ce corps 11 avec une liberté de mouvement suivant l'axe X-X, sous réserve d'être associé à un ressort de rappel dédié ; l'obturateur 20 intègre alors une fonction de délestage en cas de surpression au niveau du passage de 10 circulation de fluide correspondant ; et/ou - la forme de réalisation de l'élément thermostatique 10 n'est pas limitative, dans le sens où cet élément peut, en option, être piloté, c'est-à-dire intégrer une résistance électrique chauffante, ou bien présenter divers diamètres, etc. ; et/ou - le corps 11 de l'élément thermostatique 10 peut, à son extrémité inférieure, être 15 pourvu d'un prolongement vers le bas, qui porte un autre obturateur que l'obturateur 20, en vue de commander la circulation du fluide dans la voie 10 de la vanne 1, en régulant ainsi par exemple une fonction de bypass au sein du circuit auquel la vanne appartient.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1.- Dispositif thermostatique (2) de régulation de la circulation d'un fluide, comprenant : - un élément thermostatique (10), qui définit un axe (X-X) et qui inclut à la fois un piston (12), s'étendant suivant l'axe et destiné à être lié fixement à un boîtier (3) de canalisation du fluide, et un corps (11), sensiblement centré sur l'axe et contenant une matière thermodilatable dans laquelle le piston (12) est plongé, de sorte que le piston et le corps sont mobiles l'un par rapport à l'autre suivant l'axe, en s'écartant l'un de l'autre sous l'action d'une dilatation de la matière thermodilatable, et - un obturateur (20), qui est déplaçable axialement par rapport à un siège fixe (5A) du boîtier (5) de manière à ouvrir et fermer un passage de circulation du fluide et qui est lié au corps (11) de l'élément thermostatique (10) de sorte que, lors de la dilatation de la matière thermodilatable, le corps de l'élément thermostatique entraîne axialement l'obturateur par rapport au siège fixe, caractérisé en ce que l'obturateur (20) comprend, en tant que deux pièces distinctes : - un insert (22) de réception du corps (11) de l'élément thermostatique (10), qui est pourvu de moyens de fuite (22.5, 22.6), adaptés pour laisser le fluide librement s'écouler entre le corps de l'élément thermostatique et la face intérieure (22A) de l'insert et traverser l'insert pour en atteindre la face extérieure (22B), et - un manchon (23) de chemisage externe du corps de l'élément thermostatique, qui est rapporté fixement à l'insert (22) en entourant à distance toute la périphérie du corps de l'élément thermostatique de manière à délimiter radialement entre ce corps de l'élément thermostatique et le manchon un volume libre (V) de circulation du fluide passant par les moyens de fuite (22.5, 22.6).
2. 2.- Dispositif thermostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert (22) et le manchon (23) sont métalliques.
3. 3.- Dispositif thermostatique suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'insert (22) inclut une couronne (22.3) d'appui axial pour le corps (11) de l'élément thermostatique (10), et en ce que les moyens de fuite comprennent, à la fois, au moins un trou traversant (22.5) de ladite couronne, prévu pour laisser le fluide s'écouler librement à travers la couronne, et au moins un relief (22.6) de ladite couronne, prévu pour surélever axialement le corps de l'élément thermostatique. 3035524 16
4. 4.- Dispositif thermostatique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le ou chaque relief (22.6) de la couronne (22.3) de l'insert (22) est réalisé sous forme d'un bossage. 5
5. 5.- Dispositif thermostatique suivant l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'insert (22) inclut en outre, en périphérie intérieure de sa couronne (22.3), un anneau (22.1) ajusté radialement au corps (10) de l'élément thermostatique, et en ce que le ou chaque trou traversant (22.5) de ladite couronne est réalisé sous forme d'une 10 encoche depuis ledit anneau.
6. 6.- Dispositif thermostatique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le manchon (23) est pourvu, à l'une de ses extrémités axiales (23A, 23B), d'un rebord périphérique (23.3) de fixation à la face extérieure (22B) 15 de l'insert (22).
7. 7.- Dispositif thermostatique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le rebord périphérique (23.3) du manchon (23) est emmanché serré autour de l'insert (22). 20
8. 8.- Dispositif thermostatique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'obturateur (20) comprend en outre un joint (21), qui est adapté pour être appuyé de manière étanche contre le siège fixe (5A) lorsque le passage de circulation de fluide est fermé par l'obturateur et qui est enserré axialement entre l'insert (22) et le manchon (23). 25
9. 9.- Dispositif thermostatique suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif thermostatique (2) comprend en outre un ressort de compression (30), qui, lors d'une contraction de la matière thermodilatable de l'élément thermostatique (10), rappelle le piston (12) dans le corps (11) de l'élément 30 thermostatique et entraîne axialement l'obturateur (20) par rapport au siège fixe (5A), lequel ressort de compression inclut deux extrémités opposées, dont la première extrémité (31) est appuyée axialement contre le manchon (23) de l'obturateur tandis que la seconde extrémité (32) de ce ressort de compression est destinée à être appuyée axialement contre le boîtier (3). 35 3035524 17
10. 10.- Vanne thermostatique (1), comportant un boîtier (3) et un dispositif thermostatique (2), qui est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes et dont le piston (12) de l'élément thermostatique (10) est lié fixement au boîtier.