FR2853709A1 - Thermostatic valve for thermal engine refrigeration circuit, has connecting piece that kinematically links piston and sealing valve when pressure difference on either side of sealing valve is lower than predefined value - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une vanne thermostatique comportant unThe present invention relates to a thermostatic valve comprising a
élément thermostatique à matière dilatable adapté pour commander les déplacements d'un clapet de régulation du passage d'un fluide à travers la vanne. thermostatic element with expandable material suitable for controlling the movements of a valve for regulating the passage of a fluid through the valve.
Dans de nombreuses applications du domaine fluidique, notamment pour le refroidissement du moteur thermique, de telles vannes sont utilisées pour répartir un fluide entrant dans différentes voies en fonction des caractéristiques, notamment de température, dans lesquelles ce fluide entrant se trouve. In many applications in the fluidic field, in particular for the cooling of the heat engine, such valves are used to distribute a fluid entering different paths as a function of the characteristics, in particular of temperature, in which this entering fluid is found.
Dans les vannes actuellement utilisées, l'extrémité libre du piston de 10 l'élément thermostatique est souvent reliée rigidement au clapet régulant l'écoulement du fluide dans la vanne, de sorte que l'écartement de la vanne par rapport à son siège est commandé par l'évolution de la température du fluide dans lequel baigne l'élément thermostatique. In the valves currently used, the free end of the piston of the thermostatic element is often rigidly connected to the valve regulating the flow of the fluid in the valve, so that the spacing of the valve relative to its seat is controlled by the evolution of the temperature of the fluid in which the thermostatic element bathes.
Certains régimes de fonctionnement des moteurs thermiques peuvent 15 entraîner des surpressions dans les circuits d'eau de refroidissement, alors que la vanne thermostatique n'est pas ouverte par sollicitations thermiques pour cause de températures trop faibles. Ces surpressions peuvent être dommageables pour certains composants du circuit. Certain operating modes of thermal engines can cause overpressures in the cooling water circuits, while the thermostatic valve is not opened by thermal stresses due to too low temperatures. These overpressures can be damaging for certain components of the circuit.
Le but de la présente invention est de proposer une vanne thermostatique 20 qui limite les risques de détérioration en cas d'élévation excessive de la pression du fluide dans la vanne, en amont du clapet de régulation. The object of the present invention is to provide a thermostatic valve 20 which limits the risks of deterioration in the event of an excessive rise in the pressure of the fluid in the valve, upstream of the control valve.
A cet effet, l'invention a pour objet une vanne thermostatique pour un circuit de refroidissement, notamment associé à un moteur thermique, comportant un boîtier principal qui forme un orifice d'entrée d'un fluide et au 25 moins un orifice de sortie de ce fluide, un clapet mobile par rapport au boîtier et adapté pour réguler le passage du fluide entre l'orifice d'entrée et l'orifice de sortie, un siège de réception du clapet, fixe par rapport au boîtier, et un élément thermostatique pourvu d'un corps qui contient une matière dilatable et d'un piston mobile par rapport au corps, ce corps étant fixe par rapport au boîtier, 30 caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de liaison entre le clapet et le piston, adaptés pour, lorsque la différence de pression de part et d'autre du clapet est inférieure à une valeur prédéterminée, lier cinématiquement le clapet et le piston l'un à l'autre, et, lorsque cette différence de pression est supérieure à la valeur prédéterminée, permettre le déplacement du clapet par rapport au piston suivant la direction de déplacement du piston. To this end, the subject of the invention is a thermostatic valve for a cooling circuit, in particular associated with a heat engine, comprising a main housing which forms an inlet for a fluid and at least one outlet for this fluid, a valve movable relative to the housing and adapted to regulate the passage of the fluid between the inlet orifice and the outlet orifice, a seat for receiving the valve, fixed relative to the housing, and a thermostatic element provided a body which contains an expandable material and a piston movable relative to the body, this body being fixed relative to the housing, characterized in that it comprises means of connection between the valve and the piston, adapted for , when the pressure difference on either side of the valve is less than a predetermined value, kinematically link the valve and the piston to each other, and, when this pressure difference is greater than the pr value determined, allow the valve to move relative to the piston in the direction of movement of the piston.
Lorsque le différentiel de pression de part et d'autre du clapet de régulation devient trop important, le clapet de la vanne selon l'invention coulisse de manière à s'écarter de son siège, permettant l'écoulement du fluide dans la vanne. Lorsque ce différentiel de pression retombe à un niveau toléré par la vanne, des moyens élastiques peuvent rappeler le clapet vers son siège. When the pressure differential on either side of the control valve becomes too large, the valve valve according to the invention slides so as to move away from its seat, allowing the fluid to flow in the valve. When this pressure differential drops to a level tolerated by the valve, elastic means can return the valve to its seat.
Lorsque, en revanche, les conditions de pression du fluide demeurent tolérables pour les circuits, les déplacements du clapet sont commandés par le piston de 10 l'élément thermostatique, comme pour les vannes de l'art antérieur. When, on the other hand, the fluid pressure conditions remain tolerable for the circuits, the movements of the valve are controlled by the piston of the thermostatic element, as for the valves of the prior art.
Suivant d'autres caractéristiques de cette vanne, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles: - les moyens de liaison comportent une pièce de liaison solidaire du clapet et délimitant un logement borgne de réception du piston, le fond du 15 logement formant une butée pour le piston lorsque la différence de pression de part et d'autre du clapet est inférieure à la valeur prédéterminée, et la paroi du logement formant une surface de contact glissant avec le piston lorsque cette différence de pression est supérieure à ladite valeur prédéterminée; - la pièce de liaison est emmanchée à force dans une couronne interne du 2 0 clapet; - elle comporte un ressort de rappel du clapet vers le siège, la valeur prédéterminée de pression étant fonction du réglage de ce ressort; - le piston présente un méplat qui délimite, avec les moyens de liaison, un espace libre en communication fluidique avec le côté amont du clapet; elle comporte un étrier rigide qui délimite le siège de réception du clapet et qui est solidarisé d'une part au boîtier principal et d'autre part au corps de l'élément thermostatique; - elle comporte un boîtier secondaire relié de façon étanche au boîtier principal au niveau d'un de ses orifices d'entrée ou de sortie, en enserrant une 3o bride de solidarisation de l'étrier; - elle comporte un couvercle relié de façon étanche au boîtier principal et adapté pour solidariser une bride de l'étrier au boîtier principal; - le corps de l'élément thermostatique est disposé dans le boîtier principal sur le trajet d'écoulement du fluide entre l'orifice d'entrée de ce fluide et au moins un des orifices de sortie de ce fluide; - le boîtier principal délimite une voie de circulation d'un fluide autre que 5 celui régulé par le clapet, le corps de l'élément thermostatique étant disposé dans le boîtier principal sur le trajet de cet autre fluide; et - elle comporte à la fois des moyens de chauffage électrique, qui comprennent une enveloppe plongée au moins en partie dans la matière dilatable de l'élément thermostatique et une résistance chauffante logée dans 10 l'enveloppe et adaptée pour être connectée à une alimentation électrique, et une embase rapportée de connexion électrique, solidarisée de façon étanche à l'enveloppe et adaptée pour positionner des plots de connexion électrique de la résistance chauffante. According to other characteristics of this valve, taken in isolation or in any technically possible combination: - the connecting means comprise a connecting piece integral with the valve and delimiting a blind housing for receiving the piston, the bottom of the housing forming a stop for the piston when the pressure difference on either side of the valve is less than the predetermined value, and the wall of the housing forming a sliding contact surface with the piston when this pressure difference is greater than said predetermined value; the connecting piece is force-fitted into an internal crown of the valve; - It includes a return spring from the valve to the seat, the predetermined pressure value being a function of the setting of this spring; - The piston has a flat which defines, with the connecting means, a free space in fluid communication with the upstream side of the valve; it comprises a rigid stirrup which delimits the seat for receiving the valve and which is secured on the one hand to the main housing and on the other hand to the body of the thermostatic element; - It comprises a secondary housing tightly connected to the main housing at one of its inlet or outlet orifices, by enclosing a 3o clamp for securing the stirrup; - It includes a cover tightly connected to the main housing and adapted to secure a flange of the caliper to the main housing; - The body of the thermostatic element is disposed in the main housing on the fluid flow path between the inlet port of this fluid and at least one of the outlet ports of this fluid; the main housing defines a circulation path for a fluid other than that regulated by the valve, the body of the thermostatic element being disposed in the main housing on the path of this other fluid; and - it comprises both electrical heating means, which comprise an envelope immersed at least partially in the expandable material of the thermostatic element and a heating resistor housed in the envelope and adapted to be connected to an electrical supply , and an attached electrical connection base, secured in a sealed manner to the casing and adapted to position the electrical connection pads of the heating resistor.
L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un 15 élément thermostatique classique, à commande électrique; - la figure 2 est une vue d'un élément thermostatique sur lequel est rapportée une embase de connexion électrique, au niveau du détail cerclé Il sur la figure 1 - la figure 3 est une vue en plan selon la flèche 1I1 indiquée sur la 20 figure 2; - la figure 4 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une vanne thermostatique selon l'invention, équipée de l'élément thermostatique et de l'embase de la figure 2; - la figure 5 est une vue à plus grande échelle du détail cerclé V sur 2 5 la figure 4; - la figure 6 est une coupe prise selon le plan VI-VI indiqué sur la figure 5; - la figure 7 est une vue à plus grande échelle du détail cerclé VII sur la figure 4; - la figure 8 est une coupe selon le plan VIII-VIII indiqué sur la figure 7; - la figure 9 est une vue analogue à la figure 7, la vanne étant représentée dans un état de fonctionnement différent; et - les figures 10 à 14 sont des vues analogues à la figure 4, représentant respectivement des variantes de la vanne thermostatique. The invention will be clearly understood on reading the description which follows, given solely by way of example and made with reference to the drawings in which: - Figure 1 is a schematic view in longitudinal section of a thermostatic element classic, electrically operated; - Figure 2 is a view of a thermostatic element to which is attached an electrical connection base, at the level of the detail circled in Figure 1 - Figure 3 is a plan view according to arrow 11I indicated in Figure 20 2; - Figure 4 is a schematic view in longitudinal section of a thermostatic valve according to the invention, equipped with the thermostatic element and the base of Figure 2; FIG. 5 is a view on a larger scale of the detail circled V in FIG. 4; - Figure 6 is a section taken along the plane VI-VI indicated in Figure 5; - Figure 7 is an enlarged view of the detail circled VII in Figure 4; - Figure 8 is a section along the plane VIII-VIII shown in Figure 7; - Figure 9 is a view similar to Figure 7, the valve being shown in a different operating state; and - Figures 10 to 14 are views similar to Figure 4, respectively representing variants of the thermostatic valve.
Sur la figure 1 est représenté un élément thermostatique connu, référencé 1 et destiné à être immergé dans un fluide de température variable. In Figure 1 is shown a known thermostatic element, referenced 1 and intended to be immersed in a fluid of variable temperature.
L'élément thermostatique 1 comporte essentiellement un corps 2, 10 constitué dans un matériau bon conducteur de la chaleur, par exemple métallique, et un piston 3 sous forme d'une tige mobile par rapport au corps 2. The thermostatic element 1 essentially comprises a body 2, 10 made of a material which is a good conductor of heat, for example metallic, and a piston 3 in the form of a rod movable relative to the body 2.
Le corps 2 délimite intérieurement une cavité de réception de manière dilatable 4, généralement de la cire, confinée de manière étanche par une membrane en élastomère 5 retenue fermement par rapport au corps 2 par un couvercle 6. The body 2 internally delimits an expandable receiving cavity 4, generally wax, confined in a leaktight manner by an elastomer membrane 5 held firmly in relation to the body 2 by a cover 6.
Lorsque la température du fluide dans lequel baigne l'élément thermostatique 1 augmente, la dilatation de la cire 4 provoque l'entraînement du piston 3 suivant la direction longitudinale X-X de l'élément thermostatique. When the temperature of the fluid in which the thermostatic element 1 bathes increases, the expansion of the wax 4 causes the piston 3 to drive in the longitudinal direction X-X of the thermostatic element.
Lorsque la cire se contracte, des moyens de rappel non représentés sont généralement prévus pour ramener le piston 3 à l'intérieur du corps 2. When the wax contracts, return means, not shown, are generally provided to bring the piston 3 back inside the body 2.
2 0 Pour commander de façon complémentaire ou indépendante de la température du fluide dans lequel baigne l'élément thermostatique 1, des moyens de chauffage électrique 8 sont prévus. Ils se présentent sous la forme d'une enveloppe rigide 9 traversant de part en part le fond du corps 2 opposé au couvercle 6 et plongeant en partie dans la cire 4. A l'intérieur de l'enveloppe est 25 logée une résistance électrique chauffante dont seuls les plots 10 de connexion électrique sont visibles sur la figure IA. On comprend que, lorsque la résistance chauffante est alimentée en courant, la cire 4 se dilate et le piston 3 est déplacé. In order to control, in a complementary or independent manner, the temperature of the fluid in which the thermostatic element 1 is bathed, electrical heating means 8 are provided. They are in the form of a rigid envelope 9 passing right through the bottom of the body 2 opposite the cover 6 and partially dipping into the wax 4. Inside the envelope is housed an electric heating resistor of which only the electrical connection pads 10 are visible in FIG. IA. It is understood that, when the heating resistor is supplied with current, the wax 4 expands and the piston 3 is moved.
Sur les figures 2 et 3 est représentée une embase de connexion électrique 12. In FIGS. 2 and 3 is shown an electrical connection base 12.
L'embase 12 se présente sous la forme d'une pièce d'un seul tenant, obtenue par exemple par moulage d'une matière plastique, de forme essentiellement tubulaire dont l'axe longitudinal est sensiblement coaxial à l'axe longitudinal X-X de l'élément thermostatique 1 lorsque l'embase est rapportée sur cet élément. The base 12 is in the form of a single piece, obtained for example by molding a plastic material, of essentially tubular shape whose longitudinal axis is substantially coaxial with the longitudinal axis XX of l 'thermostatic element 1 when the base is attached to this element.
A cet effet, dans ce mode de réalisation, l'extrémité libre de l'enveloppe 9 forme un collet annulaire 14 reçu dans une rainure annulaire 16 formée dans la 5 paroi intérieure de l'embase 12. Entre le collet et l'embase est interposé un joint d'étanchéité 18 monté dans un état comprimé. To this end, in this embodiment, the free end of the casing 9 forms an annular collar 14 received in an annular groove 16 formed in the inner wall of the base 12. Between the collar and the base is interposed a seal 18 mounted in a compressed state.
Le joint 18 est traversé de part en part par les plots 10 de connexion électrique de la résistance chauffante logée dans l'enveloppe 9, de façon à ce que ces plots soient disposés dans le volume intérieur V12 de l'embase. Les plots 1 o sont positionnés de part et d'autre d'un support intérieur 20 formé par l'embase 12. Le support 20 s'étend longitudinalement suivant un plan diamétral de l'embase 12, en reliant des parties de paroi intérieure diamétralement opposées, comme représenté sur la figure 3. Dans chaque flanc du support 20 est formée une rainure 22 de réception des plots de connexion électrique 10, le profil de ces 1 5 rainures 22 étant adapté pour retenir les plots par complémentarité de formes. The seal 18 is traversed right through by the pads 10 for electrical connection of the heating resistor housed in the casing 9, so that these pads are disposed in the interior volume V12 of the base. The pads 1 o are positioned on either side of an inner support 20 formed by the base 12. The support 20 extends longitudinally along a diametrical plane of the base 12, by connecting portions of the inner wall diametrically opposite, as shown in Figure 3. In each side of the support 20 is formed a groove 22 for receiving the electrical connection pads 10, the profile of these 1 5 grooves 22 being adapted to retain the pads by complementary shapes.
Sur la figure 4 est représentée une vanne thermostatique 30 adaptée pour équiper un circuit de refroidissement, notamment pour un moteur thermique de véhicule automobile. Cette vanne comporte un boîtier principal 32 délimitant un orifice 33 au niveau duquel est rapporté, de manière étanche, un boîtier 2 0 secondaire 34. Le boîtier 32 délimite trois conduits, référencés 36, 38 et 40. Le boîtier secondaire délimite un seul conduit référencé 42. A titre d'exemple, lorsque la vanne 30 est utilisée dans un circuit de refroidissement d'un moteur thermique, le conduit 36 correspond à une entrée d'eau froide destinée à communiquer, sous certaines conditions détaillées ci-après et à travers l'orifice 2 5 33, avec le conduit 42 qui forme une sortie d'eau froide en direction d'un échangeur thermique; le conduit 38 forme quant à lui une entrée d'huile circulant dans une autre voie du circuit de refroidissement et qui communique librement avec le conduit 40 qui forme une sortie pour cette huile. FIG. 4 shows a thermostatic valve 30 adapted to equip a cooling circuit, in particular for a thermal engine of a motor vehicle. This valve comprises a main housing 32 delimiting an orifice 33 at the level of which is attached, in a sealed manner, a secondary housing 34. The housing 32 delimits three conduits, referenced 36, 38 and 40. The secondary housing delimits a single conduit referenced 42. By way of example, when the valve 30 is used in a cooling circuit of a heat engine, the conduit 36 corresponds to a cold water inlet intended to communicate, under certain conditions detailed below and through the orifice 25, with the conduit 42 which forms a cold water outlet in the direction of a heat exchanger; the conduit 38 forms an oil inlet circulating in another channel of the cooling circuit and which communicates freely with the conduit 40 which forms an outlet for this oil.
La vanne 30 est équipée de moyens de régulation du débit d'eau passant 30 o du conduit d'entrée 36 au conduit de sortie 42 par l'orifice 33, sous la forme d'un clapet d'obturation 44 associé à un siège correspondant 46. Le clapet 44 est adapté pour s'écarter ou se rapprocher du siège 46, de telle sorte que, lorsque le clapet est en appui contre son siège, le débit de fluide passant du conduit 36 au conduit 42 est sensiblement nul et, lorsque le clapet 44 est totalement écarté du siège 46, le fluide alimentant le conduit 36 passe pratiquement librement dans le conduit de sortie 42. The valve 30 is equipped with means for regulating the flow of water passing 30 o from the inlet pipe 36 to the outlet pipe 42 through the orifice 33, in the form of a shutter valve 44 associated with a corresponding seat 46. The valve 44 is adapted to move away from or closer to the seat 46, so that, when the valve is in abutment against its seat, the flow of fluid passing from the conduit 36 to the conduit 42 is substantially zero and, when the valve 44 is completely spaced from the seat 46, the fluid supplying the conduit 36 passes almost freely in the outlet conduit 42.
Pour commander le déplacement du clapet 44 par rapport au siège 46, la vanne 30 est équipée de l'élément thermostatique 1 sur lequel est rapportée l'embase de connexion 12. Une majeure partie du corps 2 de l'élément thermostatique 1 est placée dans l'écoulement d'huile circulant du conduit d'entrée 38 au conduit de sortie 40, tandis que le reste du corps 2 est reçu dans un orifice 47 formé dans la paroi du boîtier 32 séparant le conduit d'eau 36 des 10 conduits d'huile 38 et 40. La section transversale de l'orifice 47 est sensiblement complémentaire de celle du corps 2 et des moyens d'étanchéité 48 disposés autour du corps 2 évite toute communication fluidique entre la voie d'huile et la voie d'eau. To control the movement of the valve 44 relative to the seat 46, the valve 30 is equipped with the thermostatic element 1 on which the connection base 12 is attached. A major part of the body 2 of the thermostatic element 1 is placed in the flow of oil flowing from the inlet duct 38 to the outlet duct 40, while the rest of the body 2 is received in an orifice 47 formed in the wall of the housing 32 separating the water duct 36 from the 10 ducts d oil 38 and 40. The cross section of the orifice 47 is substantially complementary to that of the body 2 and sealing means 48 arranged around the body 2 prevents any fluid communication between the oil path and the water path .
Pour assurer l'alimentation électrique de la résistance chauffante des 15 moyens 8, ainsi que pour maintenir mécaniquement l'embase de connexion 12 et l'enveloppe 9 de l'élément thermostatique 1 qui y est reliée vis-à-vis du boîtier 32, un connecteur 50 est fixé de façon étanche dans une ouverture complémentaire 52 du boîtier 32, qui s'étend suivant l'axe longitudinal X-X de l'élément thermostatique. Dans sa partie tournée vers l'extérieur du boîtier, le 20 connecteur 50 est muni d'une cavité 54 de réception d'une fiche d'alimentation électrique. Dans sa partie opposée, le connecteur 50 coiffe l'embase de connexion 12, comme représenté plus en détail sur les figures 5 et 6. To ensure the electrical supply of the heating resistance of the means 8, as well as to mechanically hold the connection base 12 and the casing 9 of the thermostatic element 1 which is connected thereto with respect to the housing 32, a connector 50 is tightly fixed in a complementary opening 52 of the housing 32, which extends along the longitudinal axis XX of the thermostatic element. In its part facing the outside of the housing, the connector 50 is provided with a cavity 54 for receiving an electrical supply plug. In its opposite part, the connector 50 covers the connection base 12, as shown in more detail in FIGS. 5 and 6.
Plus précisément, le connecteur 50 forme un logement 56 de réception partielle de l'embase de connexion 12, un joint d'étanchéité annulaire 58 étant 2 5 interposé entre la face extérieure de l'embase et la paroi du connecteur délimitant ce logement. Le connecteur 50 est équipé de plusieurs languettes flexibles 60 d'accrochage de l'embase, réparties suivant sa périphérie. Ces languettes sont adaptées pour venir en prise sur un insert annulaire 62 rigide, retenu axialement par rapport à l'embase dans une gorge périphérique 30 correspondante 64 (voir figure 2) ménagée dans la paroi extérieure de l'embase. More specifically, the connector 50 forms a housing 56 for partial reception of the connection base 12, an annular seal 58 being interposed between the external face of the base and the wall of the connector delimiting this housing. The connector 50 is equipped with several flexible tabs 60 for hooking the base, distributed along its periphery. These tongues are adapted to engage on a rigid annular insert 62, retained axially with respect to the base in a corresponding peripheral groove 64 (see FIG. 2) formed in the external wall of the base.
Le connecteur 50 est parcouru longitudinalement par une paire de conducteurs électriques 66 qui s'étendent depuis la cavité 54 de réception d'une fiche d'alimentation, jusqu'au logement 56 de réception de l'embase, en formant à l'intérieur de ce logement des broches conductrices élastiques 68 adaptées pour venir en contact avec les plots 10 de la résistance chauffante lorsque le connecteur est fixé sur l'embase 12. The connector 50 is traversed longitudinally by a pair of electrical conductors 66 which extend from the cavity 54 for receiving a power plug, to the housing 56 for receiving the base, forming inside this housing of the elastic conductive pins 68 adapted to come into contact with the studs 10 of the heating resistor when the connector is fixed to the base 12.
Le piston 3 de l'élément thermostatique 1 est quant à lui relié au clapet 44 de la vanne 30 par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 70. Comme représenté plus en détail sur la figure 7, la pièce 70 est liée en translation suivant l'axe X-X avec une couronne intérieure 72 du clapet 44. Par exemple, la pièce 70 est emmanchée à force dans cette couronne. De la sorte, la pièce 70 et le clapet 44 sont liés cinématiquement l'un à l'autre. The piston 3 of the thermostatic element 1 is in turn connected to the valve 44 of the valve 30 by means of a connecting piece 70. As shown in more detail in FIG. 7, the piece 70 is linked in translation along the axis XX with an inner ring 72 of the valve 44. For example, the part 70 is force fitted into this ring. In this way, the part 70 and the valve 44 are kinematically linked to each other.
1 0 Dans sa partie courante, la pièce 70 présente un alésage borgne 74 coaxial à l'axe X-X, adapté pour recevoir la tige formant le piston 3 de l'élément thermostatique 1. L'extrémité libre du piston est adapté pour venir en appui contre le fond 74a de l'alésage 74 de façon à permettre la transmission entre ce piston et la pièce de liaison 70, d'un effort suivant l'axe X-X et dirigé à l'opposé 15 du corps 2. 1 0 In its current part, the part 70 has a blind bore 74 coaxial with the axis XX, adapted to receive the rod forming the piston 3 of the thermostatic element 1. The free end of the piston is adapted to come to bear against the bottom 74a of the bore 74 so as to allow the transmission between this piston and the connecting piece 70, of a force along the axis XX and directed opposite the body 2.
Comme représenté sur la figure 8, le piston 3 présente un méplat 76 qui délimite avec la paroi 74b de l'alésage 74 un espace libre référencé 78 s'étendant jusqu'à l'extrémité libre du piston. Le contact entre le piston 3 et la paroi 74b est prévu glissant de sorte qu'il existe un degré de liberté en 20 translation suivant l'axe X-X entre le piston et la pièce 70 En particulier, lorsque la pression régnant dans le conduit d'entrée d'eau 36 est supérieure à celle régnant dans le conduit de sortie 40 d'une valeur prédéterminée, le différentiel de pression exercé sur la pièce 70 est à même de provoquer son glissement visà-vis du piston, ce dernier guidant le mouvement de la pièce 70. Dans cette 25 configuration, représentée sur la figure 9, un jeu J se forme entre le fond de l'alésage 74 et l'extrémité libre du piston 3. L'espace libre 78 ménagé dans le méplat 76 permet alors la libre introduction de fluide dans le jeu J ainsi formé et évite que la pièce 70 ne soit immobilisée sur le piston 3 dans la configuration de la figure 7 par effet ventouse. As shown in Figure 8, the piston 3 has a flat 76 which defines with the wall 74b of the bore 74 a free space referenced 78 extending to the free end of the piston. The contact between the piston 3 and the wall 74b is provided sliding so that there is a degree of freedom in translation along the axis XX between the piston and the part 70 In particular, when the pressure prevailing in the conduit water inlet 36 is greater than that prevailing in the outlet conduit 40 by a predetermined value, the pressure differential exerted on the part 70 is capable of causing it to slide with respect to the piston, the latter guiding the movement of the part 70. In this configuration, shown in FIG. 9, a clearance J is formed between the bottom of the bore 74 and the free end of the piston 3. The free space 78 formed in the flat 76 then allows the free introduction of fluid into the clearance J thus formed and prevents the part 70 from being immobilized on the piston 3 in the configuration of FIG. 7 by suction cup effect.
La vanne 30 comporte également un étrier 80 qui délimite le siège 46 et qui relie rigidement le corps 2 de l'élément thermostatique 1 au boîtier principal 32 de la vanne. Plus précisément, l'étrier 80 comporte une couronne annulaire 80A qui définit le siège 46, des branches 80B qui relient le corps de l'élément thermostatique à la couronne 80A, une bride annulaire 80C qui est enserrée de façon étanche entre les boîtiers 32 et 34, et des branches 80D qui forment à leur extrémité libre des plans 80E d'appui pour un ressort de rappel 82. Ce ressort 82 est interposé entre le clapet 44 et l'étrier 80 de façon à rappeler ce clapet sur son siège 46. The valve 30 also includes a stirrup 80 which delimits the seat 46 and which rigidly connects the body 2 of the thermostatic element 1 to the main housing 32 of the valve. More specifically, the stirrup 80 comprises an annular ring 80A which defines the seat 46, branches 80B which connect the body of the thermostatic element to the ring 80A, an annular flange 80C which is tightly enclosed between the housings 32 and 34, and branches 80D which form at their free end support planes 80E for a return spring 82. This spring 82 is interposed between the valve 44 and the stirrup 80 so as to return this valve to its seat 46.
Entre chacune des branches 80B, des ajours permettent le passage du fluide depuis le conduit d'entrée 36 jusqu'à la zone de la couronne 80A. De même, les branches 80D définissent entre elles des orifices permettant le passage du fluide depuis la zone de la couronne 80A vers le conduit de sortie 10 40, lorsque le clapet 44 est écarté du siège 46. Between each of the branches 80B, openings allow the passage of the fluid from the inlet conduit 36 to the area of the crown 80A. Likewise, the branches 80D define between them orifices allowing the passage of the fluid from the zone of the crown 80A towards the outlet duct 10 40, when the valve 44 is moved away from the seat 46.
L' assemblage de la vanne 30 est le suivant: Le connecteur 50 est d'abord solidarisé au boîtier 32 en étant amené depuis l'extérieur du boîtier 32 dans l'ouverture 52. La solidarisation étanche du connecteur au boîtier est par exemple obtenue par collage, par un 15 emmanchement à force ou la pose d'une agrafe. The assembly of the valve 30 is as follows: The connector 50 is first secured to the housing 32 by being brought from outside the housing 32 into the opening 52. The sealed connection of the connector to the housing is for example obtained by bonding, by force fitting or the fitting of a staple.
On introduit ensuite à l'intérieur du boîtier 32, à travers l'orifice 33, l'ensemble thermostatique formé de l'élément thermostatique 1 et de l'embase de connexion 12 pourvu de l'insert 62, équipé du clapet 44, de l'étrier 80 et du ressort 82. L'embase de connexion et le corps 2 de l'élément thermostatique 20 sont introduits dans l'orifice 47 suivant un mouvement de translation selon l'axe X-X, jusqu'à ce que les extrémités libres des branches 80B compriment les moyens d'étanchéité 48. Les languettes 60 viennent alors en prise avec l'insert 62 de l'embase 12 et les broches 68 viennent en contact électrique avec les plots 10. Then introduced inside the housing 32, through the orifice 33, the thermostatic assembly formed by the thermostatic element 1 and the connection base 12 provided with the insert 62, fitted with the valve 44, the stirrup 80 and the spring 82. The connection base and the body 2 of the thermostatic element 20 are introduced into the orifice 47 in a translational movement along the axis XX, until the free ends branches 80B compress the sealing means 48. The tongues 60 then come into engagement with the insert 62 of the base 12 and the pins 68 come into electrical contact with the studs 10.
Puis, le boîtier secondaire 34 est solidarisé de façon étanche au boîtier principal 32, bloquant ainsi la bride 80C de l'étrier 80. Then, the secondary box 34 is tightly secured to the main box 32, thus blocking the flange 80C of the stirrup 80.
Le fait de rapporter sur l'élément thermostatique l'embase de connexion électrique avant son montage dans la vanne permet de disposer d'un ensemble thermostatique pré-assemblé facile à introduire dans le boîtier 32, aucune 30 opération de connexion supplémentaire n'étant nécessaire pour retenir ou positionner les plots de connexion des moyens de chauffage électriquevis-à-vis du boîtier. De plus, l'isolation des parties électriques de l'ensemble est réalisée, au moins en partie, avant le montage de l'ensemble dans la vanne et peut donc être testée avant montage. Le connecteur 50 coopère avec l'embase 12 pour permettre l'alimentation électrique de l'élément thermostatique depuis l'extérieur du boîtier. La mise en place du connecteur est simple et permet, en une seule opération lors du montage de l'ensemble, de connecter électriquement les plots de connexion retenus par l'embase, tout en assurant l'étanchéité totale de l'embase. Attaching the electrical connection base to the thermostatic element before it is mounted in the valve makes it possible to have a pre-assembled thermostatic assembly which is easy to insert into the housing 32, no additional connection operation being necessary. to retain or position the connection pads of the electric heating means vis-à-vis the housing. In addition, the electrical parts of the assembly are insulated, at least in part, before mounting the assembly in the valve and can therefore be tested before mounting. The connector 50 cooperates with the base 12 to allow the electrical supply of the thermostatic element from outside the housing. The establishment of the connector is simple and allows, in a single operation during assembly of the assembly, to electrically connect the connection pads retained by the base, while ensuring the complete sealing of the base.
En fonctionnement, la vanne 30 est parcourue par une voie d'huile qui entre par le conduit 38 et sort par le conduit 40, ainsi que par une voie d'eau qui entre par le conduit 36 et qui est susceptible, suivant les conditions de 10 fonctionnement de la vanne, de sortir par le conduit 40. Initialement, on considère que la vanne 30 est dans la configuration représentée à la figure 4, c'est-à-dire avec le clapet 44 en appui étanche sur le siège 46. In operation, the valve 30 is traversed by an oil path which enters through the conduit 38 and exits through the conduit 40, as well as by a water path which enters through the conduit 36 and which is susceptible, depending on the conditions of 10 operation of the valve, to exit through the conduit 40. Initially, it is considered that the valve 30 is in the configuration shown in FIG. 4, that is to say with the valve 44 in sealed support on the seat 46.
Lorsque la température de l'huile augmente, la cire 4 contenue dans le corps 2 de l'élément thermostatique 1 se dilate, ce qui provoque le déplacement 1 5 du piston 3. Ce dernier entraîne alors en translation suivant l'axe X-X la pièce de liaison 70, et par là le clapet 44. Les conduits 36 et 42 sont alors mis en communication. Lorsque la température de l'huile diminue, le ressort 82 rappelle le clapet 44 contre son siège 46. When the temperature of the oil increases, the wax 4 contained in the body 2 of the thermostatic element 1 expands, which causes the displacement 1 5 of the piston 3. The latter then drives in translation along the axis XX the part connection 70, and thereby the valve 44. The conduits 36 and 42 are then placed in communication. When the oil temperature decreases, the spring 82 recalls the valve 44 against its seat 46.
Indépendamment ou en complément de la sollicitation en température 20 générée par l'huile, une source d'énergie électrique raccordée au connecteur 50, via sa cavité 54 de réception d'une fiche, peut être commandée pour alimenter la résistance chauffante des moyens de chauffage 8 de l'élément thermostatique 1. Independently of or in addition to the temperature stress generated by the oil, a source of electrical energy connected to the connector 50, via its cavity 54 for receiving a plug, can be controlled to supply the heating resistor of the heating means. 8 of the thermostatic element 1.
Ainsi, lorsque l'alimentation électrique des plots 10 est assurée, la cire 4 se dilate et provoque la mise en communication des conduits 36 et 42 comme ci25 dessus. Thus, when the electrical supply of the pads 10 is ensured, the wax 4 expands and causes the conduits 36 and 42 to be placed in communication as above.
Par ailleurs, lorsque la pression régnant dans le conduit d'entrée 36 est supérieure à la pression régnant dans le conduit de sortie 40 d'une valeur prédéterminée notamment fonction du réglage du ressort 82, le différentiel de pression provoque l'entraînement en translation de la pièce 70, qui glisse alors le 30 long du piston 3 en entraînant le clapet 44, ce qui met en communication les conduits 36 et 42. Tout dommage du circuit d'eau résultant d'une surpression est ainsi évité grâce à la vanne 30. Furthermore, when the pressure prevailing in the inlet duct 36 is greater than the pressure prevailing in the outlet duct 40 by a predetermined value in particular as a function of the setting of the spring 82, the pressure differential causes the translation drive of the part 70, which then slides along the piston 3 by driving the valve 44, which puts the conduits 36 and 42 into communication. Any damage to the water circuit resulting from an overpressure is thus avoided thanks to the valve 30 .
En d'autres termes, le clapet 44 assure une fonction thermopressostatique, comme représenté à la figure 9. In other words, the valve 44 performs a thermopressostatic function, as shown in FIG. 9.
Le méplat 76 évite à la fois la création d'un jeu J en sous-pression entre la pièce 70 et le piston 3 qui pourrait limiter la liberté de glissement de la pièce le 5 long du piston par un effet de ventouse, et le piégeage de fluide dans le jeu J qui pourrait empêcher le retour rapide et complet du piston jusqu'au fond de l'alésage 74 lors du rappel du clapet 44 par le ressort 82 une fois le différentiel de pression revenu au-dessous de la valeur seuil prédéterminée. The flat 76 avoids both the creation of a clearance J under pressure between the part 70 and the piston 3 which could limit the freedom of sliding of the part along the piston by a suction effect, and the trapping of fluid in the clearance J which could prevent the rapid and complete return of the piston to the bottom of the bore 74 when the valve 44 is returned by the spring 82 once the pressure differential returns below the predetermined threshold value .
Sur la figure 10 est représentée une variante de la vanne 30, qui se 10 distingue essentiellement de la vanne de la figure 4 par la forme de son boîtier principal 32. En effet, celui-ci forme d'un seul tenant à la fois les conduits 36, 38, 40 et 42. Pour permettre la mise en place de l'ensemble thermostatique constitué de l'élément 1 et de l'embase 12, équipé du clapet 44 et de l'étrier 80, la paroi du boîtier opposée à l'ouverture 52 présente une ouverture 86 15 sensiblement co-axiale à l'ouverture 52. Un couvercle 88 est en outre prévu pour obturer de façon étanche l'ouverture 86 et pour retenir mécaniquement la bride 80C vis-à-vis du boîtier 32. In FIG. 10 is shown a variant of the valve 30, which differs essentially from the valve of FIG. 4 by the shape of its main housing 32. Indeed, the latter forms in one piece at a time the conduits 36, 38, 40 and 42. To allow the installation of the thermostatic assembly consisting of element 1 and base 12, fitted with valve 44 and stirrup 80, the wall of the housing opposite to the opening 52 has an opening 86 substantially co-axial with the opening 52. A cover 88 is further provided for sealingly closing the opening 86 and for mechanically retaining the flange 80C with respect to the housing 32 .
Sur les figures 11 à 14 sont représentées d'autres variantes de vannes thermostatiques selon l'invention, référencées respectivement 130, 230, 330 et 20 430, les éléments de ces vannes en commun avec ceux de la vanne 30 de la figure 4 étant référencés par le même numéro augmenté de respectivement 100, 200, 300 et 400. La vanne 130 de la figure 11 se distingue essentiellement de la vanne 30 par l'absence de commande électrique de l'élément thermostatique 1. In FIGS. 11 to 14 are shown other variants of thermostatic valves according to the invention, referenced respectively 130, 230, 330 and 20 430, the elements of these valves in common with those of the valve 30 of FIG. 4 being referenced by the same number increased by 100, 200, 300 and 400 respectively. The valve 130 of FIG. 11 is essentially distinguished from the valve 30 by the absence of electrical control of the thermostatic element 1.
Aussi, l'élément 101 est uniquement commandé par la température de la voie de 25 fluide, notamment d'huile, circulant dans les conduits 138 et 140. Also, the element 101 is only controlled by the temperature of the fluid path, in particular of the oil, circulating in the conduits 138 and 140.
La vanne 230 de la figure 12 se distingue essentiellement de la vanne 30 par l'absence de commande de l'élément thermostatique 201 par la température du fluide dans lequel le corps 202 de l'élément pourrait baigner. De la sorte, les déplacements du piston 203 sont uniquement commandés par les moyens de 30 chauffage 208, c'est-à-dire commandés électriquement depuis l'extérieur de la vanne. De plus, la retenue mécanique du connecteur 250 est exclusivement assurée par l'embase 212, le connecteur n'étant pas solidarisé au boîtier 232. The valve 230 of FIG. 12 is essentially distinguished from the valve 30 by the absence of control of the thermostatic element 201 by the temperature of the fluid in which the body 202 of the element could be immersed. In this way, the displacements of the piston 203 are only controlled by the heating means 208, that is to say controlled electrically from outside the valve. In addition, the mechanical retention of the connector 250 is exclusively ensured by the base 212, the connector not being secured to the housing 232.
La vanne 330 de la figure 13 se distingue de la vanne 30 de la figure 4 par la suppression des conduits d'entrée et de sortie en huile au profit d'un second conduit 390 de sortie d'eau, qui communique directement avec le conduit d'entrée 336, le corps 302 de l'élément thermostatique 301 baignant dans 5 l'écoulement du fluide passant du conduit 336 au conduit 390. L'élément thermostatique est de la sorte commandé par la température de ce fluide, ainsi qu'électriquement depuis le connecteur 350. La vanne 330 est par exemple utilisée pour répartir le débit d'eau de refroidissement en sortie d'un moteur thermique. La vanne répartit ce débit entre, d'une part, le conduit 342 destiné à 1o être relié à un radiateur de refroidissement, et, d'autre part, le conduit 390 qui est destiné à être relié à des échangeurs auxiliaires, tels qu'un aérotherme de chauffage d'habitacle ou un échangeur thermique huile/eau. L'assemblage et le fonctionnement de la vanne 330 sont sensiblement analogues à ceux décrits pour la vanne 30. The valve 330 of FIG. 13 differs from the valve 30 of FIG. 4 by the elimination of the oil inlet and outlet pipes in favor of a second water outlet pipe 390, which communicates directly with the pipe inlet 336, the body 302 of the thermostatic element 301 immersed in the flow of the fluid passing from the conduit 336 to the conduit 390. The thermostatic element is thus controlled by the temperature of this fluid, as well as electrically from connector 350. Valve 330 is for example used to distribute the flow of cooling water at the outlet of a heat engine. The valve distributes this flow between, on the one hand, the conduit 342 intended to be connected to a cooling radiator, and, on the other hand, the conduit 390 which is intended to be connected to auxiliary exchangers, such as a cabin heater air heater or an oil / water heat exchanger. The assembly and operation of the valve 330 are substantially similar to those described for the valve 30.
La vanne 430 de la figure 14 se distingue essentiellement de la vanne 330 par l'absence de commande électrique de son élément thermostatique. The valve 430 of FIG. 14 is essentially distinguished from the valve 330 by the absence of electrical control of its thermostatic element.
L'élément 401 est uniquement commandé par la température de l'eau traversant la vanne par les conduits 436 et 490. The element 401 is only controlled by the temperature of the water passing through the valve through the conduits 436 and 490.
Divers aménagements et variantes aux vannes décrites ci-dessus sont en 20 outre envisageables, notamment en combinant pour une même vanne des détails de réalisation ou d'assemblage décrits pour différentes vannes. Par exemple, des méplats analogues au méplat 76 du piston 3 de la vanne 30 peuvent être prévues pour les pistons 103, 203, 303 et 403 des vannes 130, 230, 330 et 430. Various arrangements and variants to the valves described above can also be envisaged, in particular by combining for the same valve construction or assembly details described for different valves. For example, flats similar to the flat 76 of the piston 3 of the valve 30 can be provided for the pistons 103, 203, 303 and 403 of the valves 130, 230, 330 and 430.
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