WO2012013897A1 - Vanne thermostatique comportant une cartouche chauffante - Google Patents

Vanne thermostatique comportant une cartouche chauffante Download PDF

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WO2012013897A1
WO2012013897A1 PCT/FR2011/051798 FR2011051798W WO2012013897A1 WO 2012013897 A1 WO2012013897 A1 WO 2012013897A1 FR 2011051798 W FR2011051798 W FR 2011051798W WO 2012013897 A1 WO2012013897 A1 WO 2012013897A1
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WO
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housing
connection
lugs
terminals
terminal
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Application number
PCT/FR2011/051798
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English (en)
Inventor
Christian Mace
Loïc MADOUX
Original Assignee
Vernet
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/016—Heaters using particular connecting means

Definitions

  • the present invention relates to a thermostatic valve comprising a heating cartridge.
  • thermostatic valves are used to distribute a fluid entering different lanes, depending on the temperature of this fluid. These valves are said to be thermostatic in the sense that the displacement of their internal shutter (s) is controlled by a thermostatic element, that is to say an element which comprises a cup containing a thermally expandable material and a piston displaceable in sliding relative to the cup under the action of the thermally expandable material when it expands or contracts.
  • thermodilatable material which allows to control the valve from outside thereof, independently or in addition to the temperature of the incoming fluid, in particular by means of a computer embedded in the vehicle and programmed appropriately.
  • the heating cartridge comprises for this purpose a heating resistor arranged inside the aforementioned piston or a similar metal tube, the thermostatic element: by immobilizing, for example, the piston to the outer housing of the valve, the power supply of the resistor causes a rise in temperature of the thermally expandable material, resulting, by expansion of the latter, the sliding of the cup around the piston, a shutter being carried by the cup to act on the flow of fluid through valve.
  • the aforementioned heating resistor consists essentially of a resistive filament, which is embedded in a thermally conductive powder, such as a magnesium oxide powder, compacted in the bottom of the tube, and which is connected to two lead wires up in the tube, whose free ends form connection terminals to be electrically connected to an external power source.
  • a thermally conductive powder such as a magnesium oxide powder
  • the electrical connection to the outside of this type of thermostatic valve for the supply of its heating cartridge, is complex and therefore expensive, in particular because it requires delicate operations to electrically connect the connection terminals. of the cartridge, such as welding or crimping operations, while taking into account the specific environment of the thermostatic valve, through which fluid to be regulated circulates.
  • the object of the present invention is to provide a thermostatic valve, the electrical connection of the heating cartridge to the outside is simplified.
  • the subject of the invention is a valve as defined in claim 1.
  • connection terminals of the heating cartridges of the thermostatic valves are constituted by the free ends of conducting wires connected to the heating resistor of the cartridge, to the advantage of a two-polarity design in the form of two coaxial terminals, namely a tubular outer terminal, a cylindrical inner terminal.
  • these two concentric terminals are advantageously arranged at a dedicated end of the heating cartridge of the valve according to the invention, in order to be connected, directly or indirectly, to an external current source.
  • connection of the heating cartridge is thus reliable and economical, in the sense that few components are involved to achieve this connection, being obtained by simple and fast operations, typically by mechanical assembly operations centered on the common central axis of the two connection terminals, in particular without welding or crimping.
  • thermostatic valve according to the invention taken individually or in any technically possible combination, are specified in the dependent claims 2 to 12.
  • FIG. 1 is a longitudinal section of a thermostatic valve according to the invention
  • FIG. 2 is a longitudinal section of a thermostatic element, shown alone, belonging to the valve of Figure 1;
  • FIG. 3 is a longitudinal section of a heating cartridge, shown alone, belonging to the thermostatic element of FIG. 2;
  • FIG. 6 is a perspective view of a component, shown alone, belonging to the valve of FIG. 1;
  • FIG. 7 is a view similar to Figure 6, showing an alternative embodiment of the component of Figure 6;
  • FIG. 8 is a view similar to Figure 1, partially showing a second embodiment of a thermostatic valve according to the invention
  • FIG. 9 is a perspective view of a component belonging to the valve of FIG. 8, functionally similar to the components shown in FIGS. 6 and 7;
  • FIG. 10 is a view similar to Figure 8, showing a third embodiment of a thermostatic valve according to the invention.
  • thermostatic valve 1 comprising a housing
  • valve 10 made for example of plastic, in which is circulated, in a controlled manner by the other components of the valve, a fluid, especially a coolant when the valve 1 belongs to a cooling circuit for a heat engine.
  • the housing 10 comprises a tubular main body 1 1 which extends in length centrally about an axis X-X belonging to the sectional plane of FIG. 1.
  • the housing 10 also comprises a pipe 12 which opens transversely into one of the longitudinal ends of the body 1 1, this body and this pipe being connected by a bent region 13 of the housing 10.
  • the aforementioned fluid flows through the body 1 1 and the tubing 12, circulating in particular in an internal cavity 14 of the housing 10, which is defined in the bent region 13.
  • This fluid flow is regulated, here at the end of the body 1 1 opposite to the tubing 12, by a closure valve 20 centered on the axis XX and movable in translation along this axis: when the valve is pressed in a sealed manner against a seat 15 defined by the aforementioned end of the body January 1, as shown in Figure 1, the fluid flow is interrupted, while when the valve 20 is spaced from the seat 15, the fluid can flow freely around the valve and thus enter or leave the body January 1.
  • the valve 1 comprises a thermostatic element 30 comprising, as clearly visible in FIG. 2 and in a manner well known in the art, on the one hand, a cup 31, which contains a thermally-expandable material 32 and around which is secured the valve 20, for example by fitting, and secondly, a tube 33 forming a piston, which partly immersed in the cup 31 and which is displaceable in translation along its central longitudinal axis under the action of the expansion of the thermodilatable material contained in this cup.
  • a thermostatic element 30 comprising, as clearly visible in FIG. 2 and in a manner well known in the art, on the one hand, a cup 31, which contains a thermally-expandable material 32 and around which is secured the valve 20, for example by fitting, and secondly, a tube 33 forming a piston, which partly immersed in the cup 31 and which is displaceable in translation along its central longitudinal axis under the action of the expansion of the thermodilatable material contained in this cup.
  • the thermostatic element 30 is arranged opposite the housing 10 so that, on the one hand, its piston tube 33 is centered on the axis XX and, on the other hand, this tube is fixedly connected to the housing 10, here at the bent region 13 of this housing, as specified in more detail later.
  • the tube 33 is fixed relative to the housing 10, while the cup 31 and the valve 20 that it carries are movable along the axis XX relative to the housing, under the effect of the thermally expandable material when it expands, or else when this material contracts, under the opposite effect of a return spring 21 interposed between the valve 20 and a rigid armature 22 secured to the housing 10 by arrangements not shown in detail and known per se.
  • the housing 10 the valve 20, the spring 21 and the armature 22, without being limited to the invention.
  • this seat may be delimited by a dedicated portion of the frame 22.
  • the thermostatic element 30 is provided with an electric heating resistor 34 which, as shown in more detail in FIG. 3, is arranged inside the tube 33, being situated in the longitudinal end portion 33i of this tube, which plunges into the cup 31, so that the heating resistor 34 can heat the thermodilatable material 32 contained in the cup.
  • the tube 33 is made, at least as regards its end portion 33i, a thermally conductive material, typically metal.
  • the heating resistor 34 is essentially in the form of a tubular body 34 ! , which is centered on the axis XX and whose cross section has a complementary outer profile, or even adjusted to the inner profile of the cross section of the end portion 33 1 of the tube 33.
  • the tubular body 34i of the resistance 34 is arranged coaxially inside the end portion 33 1 of the tube 33, forming externally a contact interface with the inner face of this end portion 33i.
  • a rod 35 extends in length inside the tubular body 34i, being centered on the axis XX and extending over the entire axial dimension of the tubular body 34i, as well as extending to beyond this tubular body, so as to run inside the tube 33 over substantially the entire axial dimension of this tube.
  • the rod 35 includes an end longitudinal portion 35 1s which is coaxially arranged inside the body 34! of the resistor 34 and whose cross section has a complementary outer profile, see adjusted on the inner profile of the cross section of this tubular body.
  • the tubular body 34 ! of the resistor 34 is radially interposed between the end portions 33i and 35i of the tube 33 and the rod 35, forming cylindrical contacting interfaces with each of these end portions.
  • the rod 35 also includes an end longitudinal portion 2 , axially opposed to its end portion 35 1 which extends coaxially inside the tube 33, more precisely at a longitudinal end portion 33 2 of this tube, opposed axially to its end portion 33i. Between the end portions 33 2 and 35 2 of the tube 33 and the rod 35 is radially interposed a tubular sleeve 36, which is centered on the axis XX and whose cross section has outer and inner profiles which are respectively complementary or adjusted on the inner and outer profiles of these end portions 33 2 and 2 .
  • the heating resistor 34 is made of a resistive material, such as a mixture between a polymer, at least one powder conductor, such as carbon black, and possibly other additives. In this way, the resistor 34 allows the circulation of an electric current through it, while having an electrical resistivity which, by the Joule effect, induces its heating in service.
  • connection terminals 33B and 35B thus have respective tubular and cylindrical shapes, both centered on the axis XX. The connection of an external power source to these connection terminals 33B and 35B will be described in more detail below.
  • the heating cartridge C1 provides, as connection terminals for the heating cartridge, concentric terminals. respectively tubular and cylindrical, functionally similar to the terminals 33B and 35B of the cartridge C1.
  • the resistive material constituting the tubular heating resistor 34 may be a doped ceramic, in particular on the basis of barium titanate.
  • the heating resistor belonging to the cartridge may have other geometries than the tubular form provided for the resistor 34, as long as this resistor is electrically connected to two similar connection terminals at the terminals 33B and 35B, this electrical connection being able to be carried out at least in part either by the tube within which the resistor is arranged, as is the case for the tube 33 of the cartridge C1, or by dedicated conductors, separate from the tube of the heating cartridge and arranged at least partially within it.
  • the end portion 33 2 of the tube is externally provided with a flange rigidly secured to the outer face of the tube.
  • the flange 37 is crimped around the end portion 33 2 of the tube 33.
  • this flange is attached to the tube by a self-locking cone which is reported radially between the flange and the tube, by wedging against a complementary frustoconical surface delimited by the flange.
  • the heating cartridge C1 can first be assembled independently of the other components of the valve 1. At the end of this assembly, the heating cartridge C1 is in particular in the configuration shown in FIG. 3. Then, the heating cartridge C1 can then be assembled to the rest of the valve 1.
  • the end portion 33i of the tube 33 is assembled to the cup 31, being sealed in the thermodilatable material 32 contained in this cup.
  • the end portion 33 2 of the tube 33 is axially inserted into the body 1 1 of the housing 10, by being engaged via the end of this body opposite to the bent region 13.
  • the part end 33 2 of the tube 33 is axially passed through a wall 16 of the housing 10, which closes the cavity 14 in the direction of the axis XX, until reaching a void 17 delimited in the thickness of the bent region 13 of the housing 10.
  • This assembly operation of the tube 33 to the housing 10 leads to axially pressing the flange 37 against the wall 16, with axial interposition of a seal 18 surrounding the tube 33.
  • This tube 33 is bound fixedly to the housing 10, by maintaining axial support of its flange 37 against the wall 16 under the action of the spring 21 after assembly of the latter to the housing through the frame 22.
  • seal 18 may be replaced by other sealing means functionally similar, such as an adhesive or a sealing paste.
  • connection terminals 33B and 35B of the heating cartridge C1 are located inside the empty space 17 above, for connection to an external power source, not shown in the figures.
  • the valve 1 is equipped with two elongated conductive lugs 41 and 42 that are substantially parallel, which electrically connect the connection terminals 33B and 35B respectively until 'outside 10.
  • these lugs 41 and 42 which are in particular made of conductive metal, for example tinned brass, comprise respective longitudinal ends 41A and 42A which are respectively connected to the connection terminals 33B and 35B, while their respective current portion 41 C and 42C are supported by a base 43 so as both fixed, sealed and electrically insulating.
  • the waterproof and insulating connection of the lugs 41 and 42 to the support base 43 can be made in various ways, in particular by over-molding the lugs with an insulating material, or by fitting and gluing the lugs into a pre-assembled part. molded of an insulating material.
  • the material constituting the base 43 is a thermoplastic polymer.
  • a wall 43i belonging to the base 43, extends along the lugs 41 and 42, being interposed between their current portion 41 C and 42C, so as to separate them electrically.
  • this wall 431 of the base 43 includes a longitudinal end 43 2 , which protrudes from the rest of the base 43 and which is interposed between the ends 41A and 42A of the lugs 41 and 42, as shown in FIG. Figure 1.
  • the lugs 41 and 42 comprise respective longitudinal ends 41B and 42B, which are arranged inside a housing 44 for connecting the external current source mentioned above, housing 44 being delimited by the support base 43.
  • the support base 43 is shaped externally to be attached and sealed in the empty space 17 of the housing 10, in particular being introduced into the latter via an outlet thereof on the outside.
  • the base 43 has a stepped outer face, which is fitly received in a corresponding stepped face, delimited by the aforementioned opening of the space 17, with the interposition of A seal 19.
  • one or more fastening elements such as a quarter-turn clip or ring, can be attached to immobilize the base 43. relative to the housing 10.
  • each lug 41 and 42 extend in length in a direction substantially perpendicular to the axis XX.
  • the end 41 A, 42A of each lug 41, 42 is in the form of a closed loop on itself 41, 42A ! centered on an axis, which extends perpendicular to the longitudinal direction of the lug 41 and which, in the assembled state of the valve 1, is aligned on the axis XX.
  • each loop 41Ai, 42Ai wraps around its axis for more than half a turn. As shown in Fig.
  • the loop 41 Ai has an inner profile fitted to the outer profile of the cross section of the terminal 33B, this loop 41Ai and this terminal 33B thereby cooperating by complementarity of shapes to ensure the electrical connection between them according to a contact interface corresponding to a portion of cylinder centered on the axis XX.
  • the diameter of the inner profile of the loop 41 Ai at rest is slightly smaller than the diameter of the outer profile of the terminal 33B: in this case, by providing that the loop 41Ai has a resilient deformation capacity radially to its axis, the loop 41 A ! is able to adjust elastically around the terminal 33B.
  • this capacity of elastic deformation is related to the presence, at a point of the periphery of the loop 41 ⁇ ⁇ , of a bulging discontinuity 41 A 2 , which, as it were, constitutes a hinge connection between the two diametrically opposite parts of the loop 41 A ! which extend on either side of this discontinuity 41 A 2 .
  • the loop 42A ! provided at the end 42A of the terminal 42 has a conformation functionally similar to the loop 41 ⁇ ⁇ , being dimensioned to cooperate by complementary shapes with the terminal 35B, as can be seen in Figures 5 and 6.
  • the loop 42Ai advantageously provided with a discontinuity 42A 2 functionally similar to the discontinuity 41 A 2 for the loop 41 Ai, has dimensions, including an inner profile in a plane perpendicular to its axis, smaller than that of the loop 41 Ai.
  • the contact pressure necessary for the electrical connection with the terminals 33B and 35B, is provided by the elasticity of each lug 41, 42.
  • the peripheral presence of the terminal 33B does not hinder not the cooperation between the terminal 35B and the associated loop 42Ai: to do this, the axial end edge of the terminal 35B is not, along the axis XX, located at the same level as the axial end edge of the terminal 33B, but, on the contrary, is offset in the opposite direction to the rest of the terminal 33B.
  • the terminal 35B extends in part axially protruding vis-à-vis the terminal 33B.
  • each of the loops 41A ! and 42A ! is made of material with the rest of the lug 41, 42, being shaped, in particular by folding and bending, in the continuity of the current portion 41 C, 42C of the lug 41, 42, keeping the same section as this part current, as clearly visible for loop 42A ! in Figure 6.
  • the base 43 is first attached and fixed in the space 17 of the housing 10, before the thermostatic element 30 incorporating the heating cartridge C1 is placed in the cavity 14 of this housing as has been explained above.
  • the connection terminals 33B and 35B engage, by translation along the axis XX, respectively inside the loops 41 Ai and 42Ai, the latter s' advantageously adjusting elastically around their associated terminal 33B or 35B, thanks to the action of their discontinuity 41 A 2 and 42A 2 .
  • the centering of the terminals 33B and 35B inside the loops 41 A ! and 42A 1; and the substantially radial elastic deformation of the latter are favored by providing that the axial end edge of these loops, facing the thermostatic element 30 is chamfered or bevelled.
  • valve 1 An example of operation of the valve 1 is as follows. After plugging an external power source into the housing 44, the application of electrical voltage to the lugs 41 and 42 circulates a current through the tube 33, the heating resistor 34 and the rod 35 in succession. the aforementioned electrical voltage is applied effectively to the ends 41B and 42B of the lugs 41 and 42, the current flowing reliably to the opposite ends 41A and 42A of the lugs, via their current portion 41C and 42C between which the wall 43i of the base 43 provides a high dielectric strength, which reliably isolates the lugs 41 and 42 vis-à-vis the other.
  • the current is effectively transmitted from the ends 41A and 42A of the lugs 41 and 42 to the connection terminals 33B and 35B of the heating cartridge C1, via the extended contact interfaces between the loops 41Ai and 42Ai and these terminals 33B and 35B .
  • the cooperation between the terminals 33B and 35B and the lugs 41 and 42 has a low electrical contact resistance, which is also advantageously minimized when the loops 41A ! and 42A ! enclosing with a certain radial pressure terminals 33B and 35B.
  • the resistor 34 heats up by the Joule effect: the thermal energy thus created diffuses through the end portion 33i of the tube 33 and reaches the thermally expandable material 32.
  • This elevation temperature of the thermally expandable material 32 causes a dilation thereof, with consequent translational displacement along the axis XX between the tube 33 and the cup 31: the tube 33 being fixed, the cup 31 is translated, increasing the extended extent of the tube 33 vis-à-vis her.
  • the electrical connection between the terminals 33B and 35B and the lugs 41 and 42 is sealed, both vis-à-vis the cavity 14 in which the fluid to be regulated by the valve 1, through the seal 18, that vis-à-vis the outside of the housing 10, through the seal 19 and the sealed arrangement of the lugs 41 and 42 through the base 43.
  • FIG 7 is shown an alternative embodiment of the terminal 42, which is referenced 42 '.
  • This lug 42 ' is designed to replace instead the lug 42, in particular being arranged in a sealed manner through the support base 43.
  • the lug 42 ' has an elongate shape similar to that of the lug 42, with two opposite longitudinal ends 42 ⁇ and 42'B, as well as a current portion 42'C connecting them, which are functionally similar to the ends 42A and 42B, and than the current portion 42C of the pod 42.
  • the terminal 42 ' is distinguished from the terminal 42 by the shape of its end 42 ⁇ . Indeed, as clearly visible in Figure 7, this end 42 ⁇ is shaped into a fork, in the sense that it includes two tabs 42'A ! and 42'A 2 , which extend generally in the longitudinal direction of the terminal 42 ', being separated by a longitudinal slot 42'A 3 .
  • These legs 42'A ! and 42A ' 2 are, at least in their opposite part to the rest of the terminal 42', respectively shaped substantially two half-rings having opposite curvatures and substantially centered on the same axis, which extends parallel to the longitudinal direction of the terminal 42 'and which, in the assembled state of the valve, is aligned with the axis XX.
  • each of these half-rings has an inner profile with a substantially equal diameter, or even advantageously slightly smaller than the diameter of the outer profile of the cross section of the terminal 35B.
  • the tabs 42'Ai and 42'A 2 are dimensioned to cooperate by complementarity of shapes with the terminal 35B, by pinching the latter between them, advantageously elastically by a shearing effect along the slot 42 ' A 3 .
  • the lug 42 concerns the order of assembly of the components of the valve 1. More specifically, unlike the lug 42 which, as explained above, must be put in place, together with its support base 43, before the establishment of the thermostatic element 30, the lug 42 ', together with the support base 43 may, in turn, be put in place both before and after the establishment of the thermostatic element 30. In fact, in the case where the thermostatic element 30 is put into place in first in the housing 10, the establishment of the base 43 in the empty space 17 leads to translate, in a direction perpendicular to the axis XX, the lug 42 'until its end 42 ⁇ is applied in transverse support against terminal 35B: the two legs 42'A !
  • the spacing of the tabs 42'Ai and 42'A 2 is favored by providing that the respective free ends of these tabs are bevelled or chamfered, as shown in FIG. 7.
  • the lug 41 described in particular with respect to FIG. 4, can be replaced by a forked end lug similar to the lug 42 'described with reference to FIG. dimensional adaptation of its end 42 ⁇ to fit the terminal 33B instead of the terminal 35B.
  • valve 1001 comprises a housing 1010 which will be described in detail hereinafter, as well as a valve, a spring and an armature, respectively identical to the valve 20, to the spring 21 and to the armature 22, these components not being not visible in Figure 8.
  • the valve 1001 comprises the thermostatic element 30 incorporating the heating cartridge C1, only visible only partially, the tube 33, the rod 35 and the insulating sleeve 36 interposed between them .
  • the respective free ends 33B and 35B constitute concentric connection terminals, respectively tubular and cylindrical, of the heating cartridge equipping the valve 1001.
  • the housing 1010 of the valve 1001 defines an internal cavity 1014 for circulating a fluid to be regulated by the valve, which is closed, in the direction of the axis XX, by a 1016 wall against which is held firmly in support of the flange 37 of the tube 33, with interposition of a seal 1018 functionally similar to the seal 18 for the valve 1.
  • the empty space 1017, in which the terminals 33B and 35B are arranged in the assembled state of the valve 1001 does not open on the outside of the housing but, on the contrary, is closed by a bulged part 10161 of the wall 1016, as clearly visible in FIG. 8.
  • the wall portion 1016i externally delimits a housing 1044 for connecting this external current source, while being traversed, so as to once fixed, sealed and electrically insulating, by two elongate conductive lugs 1041 and 1042 parallel.
  • the lugs 1041 and 1042 have respective longitudinal ends 1041 A and 1042A, which are respectively designed to be electrically connected to the terminals 33B and 35B, cooperating with these terminals by complementarity of shapes. , while their opposite longitudinal end 1041 B and 1042B are disposed within the housing 1044 for connection therewith.
  • each of the ends 1041 A and 1042A of the lugs 1041 and 1042 is fork-shaped, that is to say includes two lugs adapted to clamp together, advantageously so as to elastic, the associated terminal 33B or 35B.
  • the two aforementioned tabs are respectively referenced 1041 A ! and 1041 to 2 .
  • the lugs 1041 and 1042 are distinguished from the lugs 41 and 42 by their orientation vis-à-vis the connection terminals 33B and 35B: indeed, as can be seen in FIG. 8, the lugs 1041 and 1042 extend in length substantially parallel to the axis XX, which explains why, for example for the lug 1041, its aforementioned legs 1041 A ! and 1041 A 2 extend generally transversely to the longitudinal direction of the terminal while, for the terminal 42 'considered in Figure 7, its tabs 42'Ai and 42'A 2 are provided to extend globally following the longitudinal direction of the pod 42 '.
  • the fact of arranging the lugs 1041 and 1042 directly through the wall 1016 of the housing 1010 makes it possible to eliminate, in the valve 1001, a component similar to the reported base 43, thereby simplifying the assembly of the valve 1001 and reducing the risk of leakage in the connection zone between the terminals 33B and 35B and the ends 1041 A and 1042A of the lugs 1041 and 1042.
  • the external current connection housing 1044 is directly delimited by the housing 1010, the constituent material of which is generally less flexible than that which can be used to constitute the base 43 delimiting the housing 44 for the valve 1, in view that this housing provides a hold by clipping the external current source.
  • This valve 2001 differs from the valves 1 and 1001 by the absence of intermediate terminal lugs between the connection terminals 33B and 35B of its heating cartridge C1 and an external current source.
  • the 2016 wall of the 2010 valve housing 2001 which, along the direction of the axis XX, closes the internal cavity 2014 of circulation of the fluid to be regulated by the valve 2001, delimits externally a housing 2044 of connection for the external current source mentioned above.
  • This wall 2016 is provided with a through passage 2016 1 5 which is centered on the axis XX and which is shaped to receive sealingly the connection terminals 33B and 35B: during the assembly of the valve 2001, the element thermostatic integrating the heating cartridge C1 is placed in the cavity 2014, axially engaging the terminals 33B and 35B inside the passage 2016 1 5 to reach these terminals 33B and 35B inside the housing 2044.
  • the 2016 housing wall maintains rigidly a current portion of the terminals 33B and 35B.
  • valve 2001 Compared with valves 1 and 1001, valve 2001 has the advantage of having fewer components.
  • the presence of the connection terminals 33B and 35B in the connection housing 2044 requires that the external power source to be connected is provided with a connector specifically dedicated to the geometry of these terminals 33B and 35B.
  • the ends 41B and 42B of the lugs 41 and 42 are advantageously shaped and positioned vis-à-vis the other according to standard recommendations to allow the connection of a large number of power sources. externally, commonly used in the field.
  • the tube 33 of the heating cartridge C1, in which the heating resistor 34 is arranged constitutes the piston of the thermostatic element 30: however, for Other geometries of construction of thermostatic valves, this tube of the heating cartridge and the piston of the thermostatic element, whose thermodilatable material is heated by the heating resistor belonging to the cartridge, can consist of two separate parts.
  • the tube of the heating cartridge extends through the bottom of the cup of the thermostatic element, opposite the piston of this element, the cup then being fixed relative to the housing, while the piston carries a shutter to control the opening and closing of the latter vis-à-vis the latter.

Abstract

La présente invention concerne une vanne thermostatique, comportant; 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, une première (33B) des deux bornes de connexion présentant 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), 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 (C1) 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 (C1) 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.

Description

VANNE THERMOSTATIQUE COMPORTANT UNE CARTOUCHE CHAUFFANTE
La présente invention concerne une vanne thermostatique comportant une cartouche chauffante.
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, de l'élément thermostatique : 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.
Ainsi, la connexion électrique vers l'extérieur de ce type de vanne thermostatique, pour l'alimentation de sa cartouche chauffante, est complexe, donc onéreuse, notamment en raison du fait qu'elle nécessite des opérations délicates pour raccorder électriquement les bornes de connexion de la cartouche, telles que des opérations de soudage ou de sertissage, tout en tenant compte de l'environnement spécifique de la vanne thermostatique, à travers laquelle du fluide à réguler circule. Le but de la présente invention est de proposer une vanne thermostatique, dont la connexion électrique de la cartouche chauffante vers l'extérieur est simplifiée.
A cet effet, l'invention a pour objet une vanne telle que définie à la revendication 1 .
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 des vannes 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 de la vanne 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.
Des caractéristiques avantageuses de la vanne thermostatique conforme à l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont spécifiées aux revendications dépendantes 2 à 12.
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 1 1 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 1 1 , 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 1 1 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 1 1 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 1 1 , 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 1 1 .
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 33i 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 33i , 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 34! , 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 34i 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 33i .
De plus, une tige 35 s'étend en longueur à l'intérieur du corps tubulaire 34i , en étant centrée sur l'axe X-X et en s'étendant sur toute la dimension axiale du corps tubulaire 34i , 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 s qui est agencée coaxialement à l'intérieur du corps 34! 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 34! de la résistance 34 est radialement interposé entre les parties terminales 33i et 35i 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 s 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 33i . 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 34! 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 C1 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 C1 , 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 C1 . 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 C1 , 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 C1 peut d'abord être assemblée indépendamment des autres composants de la vanne 1 . A l'issue de cet assemblage, la cartouche chauffante C1 se présente notamment dans la configuration montrée sur la figure 3. Puis, la cartouche chauffante C1 peut alors être assemblée au reste de la vanne 1 .
En particulier, la partie terminale 33i 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 1 1 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 C1 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 41 A et 42A qui sont respectivement connectées aux bornes de connexion 33B et 35B, tandis que leur partie courante respective 41 C 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 43i , appartenant à l'embase 43, s'étend le long des cosses 41 et 42, en étant interposée entre leur partie courante 41 C 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 41 A et 42A des cosses 41 et 42, comme représenté sur la figure 1 .
A l'opposé de leur extrémité 41 A 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 41 A, 42A de chaque cosse 41 , 42 se présente sous la forme d'une boucle fermée sur elle-même 41 , 42A! 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 41 Ai , 42Ai 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 41 Ai présente un profil intérieur ajusté sur le profil extérieur de la section transversale de la borne 33B, cette boucle 41 Ai 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 Ai 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 Ai présente une capacité de déformation élastique radialement à son axe, la boucle 41 A! 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 41 Α^ , d'une discontinuité renflée 41 A2, 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 42A! prévue à l'extrémité 42A de la cosse 42 présente une conformation fonctionnellement similaire à la boucle 41 Α^ , 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 42Ai , avantageusement pourvue d'une discontinuité 42A2 fonctionnellement similaire à la discontinuité 41 A2 pour la boucle 41 Ai , présente des dimensions, notamment un profil intérieur dans un plan perpendiculaire à son axe, plus petite que celle de la boucle 41 Ai . Ainsi, on comprend que la pression de contact, nécessaire à la connexion électrique avec les bornes 33B et 35B, est assurée par l'élasticité de chaque cosse 41 , 42. 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 42Ai : 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 41 A! et 42A! 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 41 C, 42C de la cosse 41 , 42, en gardant la même section que cette partie courante, comme bien visible pour la boucle 42A! sur la figure 6.
Eu égard à la conformation des extrémités 41 A et 42A des cosses 41 et 42 selon les boucles 41 Ai et 42Ai 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 C1 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 Ai et 42Ai , ces dernières s'ajustant avantageusement de manière élastique autour de leur borne associée 33B ou 35B, grâce à l'action de leur discontinuité 41 A2 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 41 A et 42A des cosses, via leur partie courante 41 C et 42C entre lesquelles la paroi 43i 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 41 A et 42A des cosses 41 et 42 aux bornes de connexion 33B et 35B de la cartouche chauffante C1 , via les interfaces de contact étendues entre les boucles 41 Ai et 42Ai 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 42A! 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 33i 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 42Ά 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 42Ά. En effet, comme bien visible sur la figure 7, cette extrémité 42Ά est conformée en une fourche, dans le sens où elle inclut deux pattes 42'A! 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'A! 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'Ai 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 42Ά soit appliquée en appui transversal contre la borne 35B : les deux pattes 42'A! 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 42Άι et 42Ά2. Avantageusement, l'écartement des pattes 42'Ai 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 42Ά 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 C1 , 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 C1 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 1016i 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 1041 A 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 1041 B 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 1041 C et 1042C de ces cosses 1041 et 1042 traversent la partie 1016i de la paroi 1016, suivant des aménagements fonctionnellement similaires à ceux selon lesquels les parties courantes 41 C 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 1041 A 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'Ai 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 1041 A 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 C1 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 5 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 C1 est mis en place dans la cavité 2014, en engageant axialement les bornes 33B et 35B à l'intérieur du passage 20161 5 jusqu'à faire atteindre à ces bornes 33B et 35B l'intérieur du logement 2044. De manière similaire à l'embase 43 et à la paroi de boîtier 1016, qui maintiennent rigidement les parties courantes 41 C et 42C, 1041 C et 1042C des cosses 41 et 42, 1041 et 1042, on comprend que la paroi de boîtier 2016 maintient rigidement une partie courante des bornes 33B et 35B.
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 41 B 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 C1 , 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 C1 , 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.

Claims

REVENDICATIONS
1 . - Vanne thermostatique (1 ; 1001 ; 2001 ), comportant :
- 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, une première (33B) des deux bornes de connexion présentant 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),
- 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 (C1 ) 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 (C1 ) 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.
2. - Vanne 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 (33i), 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.- Vanne suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la cartouche chauffante (C1 ) 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 suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de branchement comportent deux cosses conductrices allongées (41 , 42 ; 42' ; 1041 , 1042), dont des premières extrémités longitudinales respectives (41 A, 42A ; 1041 A, 1042A) sont connectées électriquement aux première et seconde bornes de connexion (33B, 35B), l'une (41 A ; 1041 A) de ces deux premières extrémités étant connectée à la première borne (33B) en coopérant par complémentarité de formes avec cette première borne, tandis que l'autre première extrémité (42A ; 1042A) est connectée à la seconde borne (35B) en coopérant par complémentarité de formes avec cette seconde borne,
et en ce 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.
5. - Vanne suivant la revendication 4, 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).
6. - Vanne suivant la revendication 4, 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).
7. - Vanne suivant l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que la première extrémité (41 A, 42A) d'au moins une des deux cosses (41 , 42) est conformée en une boucle (41 Ai , 41 A2) 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.
8. - Vanne suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que la première extrémité (42Ά ; 1041 A, 1042A) d'au moins une des deux cosses (42' ; 1041 , 1042) inclut deux pattes (42Άι , 42'A2 ; 1041 Ai , 1041 A2) adaptées pour pincer entre elles, avantageusement de manière élastique, la borne de connexion (33B, 35B) à laquelle cette première extrémité est associée.
9. - Vanne suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, 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 (41 A, 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.
10.- Vanne suivant l'une quelconque des revendications 4 à 8, 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 le boîtier (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 (1041 A, 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).
1 1 . Vanne suivant l'une quelconque des revendications 9 ou 10, caractérisée en ce que chaque cosse (41 , 42 ; 42' ; 1041 , 1042) inclut, entre sa première extrémité (41 A, 42A ; 42Ά ; 1041 A, 1042A) et sa seconde extrémité (41 B, 42B ; 42'B ; 1041 B, 1042B), une partie courante (41 C, 42C ; 42'C ; 1041 C, 1042C) qui est supportée de manière fixe, étanche et électriquement isolante par ladite embase (43) ou par ladite paroi (1016) du boîtier (1010).
12. - Vanne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, 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).
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