Brevet FR2279149A1 — publié le 19760213

L'invention est relative aux thermostats du genre de ceux qui sont destinés à être intercalés sur un circuit de fluide à température variable et qui sont essentiellement constitués par une paroi transversale munie d'une ouverture centrale dont le bord forme siège de clapet; par une capsule thermostatique à dilatation de cire dont le bottier est situé en amont de la paroi transversale et relié à celle-ci par un étrier; par un clapet sur lequel agit dans le sens de l'ouverture et par poussée la tige mobile de la capsule thermostatique à dilatation de cire et qui coopère avec le siège en aval duquel il est situé; par un ressort qui agit sur le clapet dans le sens de la fermeture; par un organe d'appui pour le ressort, cet organe étant agencé pour laisser passer librement le fluide à température variable; et par un anneau essentiellement cylindrique à paroi pleine destinée à s'appliquer contre la paroi intérieure du circuit de fluide et solidaire de la paroi transversale. Par "étrier", on entend ici un ensemble de deux bras ou davantage qui laissent libre entre eux un passage pour le fluide à température variable. L'invention concerne plus particulièrement les thermostats de ce genre qui sont incorporés aux circuits de refroidissement à liquide des moteurs à combustion interne pour maintenir la température de ce liquide entre des limites raisonnables au cours de la marche de ces moteurs. De tels thermostats sont bien connus. Ils sont dérivés de thermostats plus anciens (voir par exemple le brevet américain nb 2.469.930) par le remplacement d'organes thermostatiques à soufflets par des capsules thermostatiques à dilatation de cire classiques. I1 est utile de rappeler ici que, selon le vocabulaire utilisé par les techniciens, on convient d'appeler "thermostatiques" des organes qui ne sont en fait que "thermométriques". La construction des thermostats du genre défini ci-dessus pose trois problèmes principaux. Tout d'abord, mis à part la cap sule thermostatique à dilatation de cire, le clapet, le ressort et son organe d'appui, ils sont faits de plusieurs pièces dont la fabrication et l'assemblage sont délicats et croûteux. L'assemblage est en outre tel que le thermostat ne présente pas les qualités d'étanchéité requises par un bon fonctionnement, donc une bonne régulation de la température du liquide de refroidissement. De plus, le guidage du clapet par la tige de la capsule à dilatation de cire est incertain alors qu'un maintien rigoureux du clapet dans l'axe de son siège serait nécessaire à un bon fonctionnement du thermostat. L'invention a pour but d'apporter une solution à ces trois problèmes à la fois. Pour atteindre ce but, le thermostat conforme à l'invention est caractérisé par le fait que la paroi transversale, l'étrier et l'anneau cylindrique sont établis en une seule pièce de matière moulable (matière plastique rigide ou métal ou alliage fondu), l'étrier se terminant par une couronne, continue ou discontinue, pour centrer et maintenir axialement le bottier de la capsule thermostatique à dilatation de cire et l'anneau cylindrique étant agencé pour retenir l'organe d'appui du ressort contre la réaction de celui-ci ou pour former cet organe d'appui I1 est clair que, par une diminution du nombre de pièces, l'invention facilite et rend moins motteux la fabrication et l'assemblage du thermostat, De plus, comme l'étrier est en une seule pièce avec la paroi transversale où est ménagé le siege du clapet, que le bottier de la capsule thermostatique à dilatation de cire est centré et maintenu axialement par cet étrier, et que la tige ou "piston" de ladite capsule est bien centrée par le bottier de cette dernière, on est assuré que cette tige maintient le clapet dans l'axe de'son siège. I1 est clair enfin que les défauts d'é tanchéité rappelés ci-dessus, qui se situent principalament au niveau de l'accrochage de l'étrier sur la paroi transversale, sont éliminés puisque l'étrier fait corps avec la paroi transversale. Pour constituer et retenir l'organe d'appui du ressort, diverses solutions sont possibles dans le cadre de l'invention. En particulier, selon une première solution, le ressort et son organe d'appui sont disposés tous deux en aval de la paroi transversale et le ressort agit directement par compression sur le clapet, auquel cas l'organe d'appui est constitué soit par une deuxième étrier, l'anneau cylindrique présentant alors intérieurement autant de saillies d'arrêt que l'étrier possède de bras, soit par une rondelle élastique, l'anneau cylindrique présentant alors intérieurement une gorge pour recevoir cette rondelle.Selon une seconde solution, le ressort et son organe d'appui sont disposés tous deux en amont de la paroi transversale ou du siège clapet et le ressort agit indirectement par compression sur le clapet en prenant appui, par son extrémité aval, sur la paroi transversale constituant l'organe d'appui et, par son extrémité amont, sur un étrier lié au clapet. De même, pour que la couronne terminant l'étrier qui relie à la paroi transversale le bottier de la capsule thermostatique à dilatation de cire puisse centrer et maintenir axialement ce bottier, diverses solutions sont possibles dans le cadre de l'invention. Selon une première solution, la couronne offre vers l'amont une surface d'appui annulaire à une collerette du bottier de la capsule thermostatique à dilatation de cire, l'ensemble (notamment le diantre de l'ouverture de la paroi transversale) étant agencé pour permettre d'introduire ce bottier axialement par le côté aval du thermostat, des moyens élastiques étant adaptés ensuite à la couronne pour empocher le bottier de revenir vers le c5té aval.Selon une deuxième solution la couronne possède intérieurement une surface filetée ou une surface de sertissage qui coopère avec une surface extérieure appropriée du bottier de la capsule thermostatique à dilatation de cire. Enfin, on sait qu'il est utile de percer la paroi transversale d'un trou ouvert en permanence, appelé communément "trou de fuite", qui sert, d'une part, à établir un débit faible mais constant ayant pour effet d'exposer la capsule thermostatique à dilatation de cire à la température effective du fluide situé en amont du thermostat et, d'autre part, à dégazer le circuit. Mais pour que cette dernière fonction soit replie dans de bonnes conditions, notamment lorsque le thermostat est placé horizontalement ou dans une position voisine de l'horizontale, il est nécessaire de situer le trou en question à la partie haute du thermostat. Dans les construction connues, il est souvent difficile d'identifier l'emplacement du trou. Pour remédier à cette difficulté, le thermostat conforme à l'invention peut encore être caractérisé par le fait que la pièce de matière moulable possède, sur sa paroi latérale extérieure, un repère venu de moulage, qui a une orientation déterminée par rapport au susdit trou et qui peut être, notamment, dia métralement opposé à celui-ci. L'invention va être maintenant exposée plus en détail à l'aide des dessins ci-annexés qui montrent divers modes de réalisation de l'invention. Les fig. 1 et 2 montrent, respectivement en coupe axiale et en plan, un thermostat conforme à un premier mode de réalisation de l'invention. Les fig. 3 à 6 montrent, semblablement à la fig. 1, des thermostats conformes à autant de modes de réalisation différents de l'invention. Le thermostat conforme à l'invention est essentiellement constitué par une paroi transversale 1 munie d'une ouverture centrale 2 dont le bord forme siège de clapet, par une capsule thermostatique à dilatation de cire 3 dont le boîtier 4 est situé en amont (le sens de circulation étant dirigé de bas en haut sur chacune des figures 1 et 3 à 6) de la paroi transversale 1 et relié à celle-ci par un étrier 5 à deux bras ; par un clapet 6 sur lequel agit dans le sens de l'ouverture et par poussée la tige mobile(ou piston) 7 de la capsule thermostatique à dilatation de cire 3 et qui coopère avec le siège en aval duquel il est situé ; par un ressort 9 qui agit sur le clapet 6 dans le sens de la fermeture; par un organe d'appui 10, 11, 12 ou 13 pour le ressort 9, cet organe étant agencé pour laisser passer librement le fluide ; et par un anneau essentiellement cylindrique 14 à paroi pleine destiné à s'appliquer contre la paroi intérieure du circuit de fluide et solidaire de la paroi transversale 1. Lorsque le thermostat est destiné à être monté entre une tubulure de sortie de liquide de refroidissement 15 d'un moteur (voir fig.) et une canalisation souple 16, l'anneau cylindrique 14 possède, de préférence au niveau de la paroi transversale 1, un renflement annulaire 17 destiné notamment à empêcher le thermostat de glisser dans la canalisation souple 16 sous l'effet de la pression de pompe, des colliers de serrage 18 étant placés sur la canalisation souple 16 de part et d'autre du renflement 17. Selon la variante de la fig.5, le renflement annulaire 17 est remplacé par une bride 19 destinée à être pincée entre deux éléments creux rigides où sont ménagés deux tronçons successifs du circuit de liquide de refroidissement. Ceci étant, selon l'invention, la paroi transversale 1, l'étrier 5 et l'anneau cylindrique 14 sont établis en une seule pièce de matière moulable (matière plastique rigide ou métal ou alliage fondu), l'étrier 5 se terminant par une couronne 20 agencée pour centrer et maintenir axialement le boitier 4 de la capsule thermostatique à dilatation de cire 3 et l'anneau cylindrique 14 étant agencé pour retenir l'organe d'appui du ressort 9 contre la réaction de celui-ci ou pour former cet organe d'appui. Selon les divers modes de réalisation représentés à l'ex- ception de celui de la fig.6, le ressort 9 et son organe d'appui 10, il ou 12 sont disposés tous deux en aval de la paroi transversale 1 et le ressort 9 agit directement par compression sur le clapet 6.Plus précisément, selon les modes de réalisation des fig. 1, 3 et 5, l'organe d'appui 10 ou 11 est constitué par un deuxième étrier et 1' anneau cylindrique 14 présente intérieurement autant de saillies 21 que étrier 5 possède de bras (deux en l'occurence). Les saillies21 peuvent être placées à une hauteur quelconque à l'intérieur de l'anneau cylindrique 14, c'est-à-dire aussi bien vers l'extrémité libre de celui-ci (fig. 1) qu'assez près de la paroi transversale 1 (fig. 3), l'anneau cylindrique 14 pouvant lui-meme entre plus (fig. 1 et 3) ou moins (fig. 5) haut, pour un diamètre donné de la paroi transversale 1.Selon le mode de réalisation de la fig. 4, l'organe d'appui 12 est constitué par une rondelle élastique et l'anneau cylindrique 14 présente alors intérieurement une gorge 22 pour recevoir cette rondelle, Selon une autre solution illustrée à la fig. 6, le ressort 9 et son organe d'appui 13 sont situés tous deux en amont du siège de clapet et le ressort 9 agit indirectement par compression en prenant appui, par son extrémité aval, sur la paroi transversale 1, qui constitue par un épaulement l'organe d'appui 13 et, par son extrémité amont, sur un étrier 23 lié au clapet 6. Dans tous les cas, le ressort 9 est avantageusement un ressort hélicoidal, inscrit soit dans un cylindre (fig. 1, 3 et 5) soit dans un cone (fig. 4 et 6). A l'exception du mode de réalisation de la fig. 6, le ressort 9 repose par une sorte de cuvette contre le clapet 6, celui-ci pouvant être réalisé en tôle em boutie (fig. 1 et 4 à 6) ou en matière moulable, telle que matière plastique et métal ou alliage fondu (fig. 3). Pour recevoir la poussée de la tige 7, le clapet 6 est soit muni d'un embout rap porté 24 (fig. 1, 4 et 5), soit conformé par moulage de façon appropriée (fig. 3); dans le cas particulier de la fig. 6, une pièce 25 vissée et soudée axialement au clapet 6, non seulement joue le roule de l'embout 24 mais encore sert à relier l'étrier 23 au clapet 6. Selon les modes de réalisation des fig. 1, 3 et 5, la couronne 20 offre, vers l'amont, une surface d'appui annulaire 26 à une collerette 27 du bottier 4 de la capsule à cire 3, l'ensemble étant agencé pour permettre d'introduire ce bottier axialement par le cOté aval du thermostat (c'est-à-dire par le haut des fig. 1, 3 et 5), des moyens élastiques 28 (clip) étant adaptés ensuite à la couronne 20 pour empêcher le bottier 4 de revenir vers le côté aval. Pour cela il faut que la surface 26 ait un diamètre intérieur compris entre le diamètre extérieur de la partie courante du boîtier 4 et celui de sa collerette 27 et que le diamètre de cette collerette soit inférieur au diamètre de l'ouverture 2 et à l'intervalle entre les saillies 21. Selon le mode de réalisation de la fig.4, la couronne 20 possède un filetage intérieur 29 dans lequel peut être vissée la partie supérieure du boîtier 4. Selon le mode de réalisation de la fig.6, la couronne 20 est interrompue (alors qu'elle est continue selon les modes de réalisation précédents) de façon à permettre l'introduction latérale (c'est-à-dire perpendiculairement au plan de la figure) de la capsule thermostatique à dilatation de cire 3 avant son sertissage à la molette sur la couronne 20, la pièce unique 1, 5, 14, 20 étant alors réalisée en aluminium. Enfin, selon le mode de réalisation de la figure 1, la paroi transversale 1 est percée d'un trou de fuite 30, ouvert en permanence,dans le but indiqué,ci-dessus. Pour faciliter l'identification de l'emplacement de ce trou, la pièce de matière moulable 1, 5, 14, 20 possèdé sur sa paroi latérale extérieure un repere ou ergot 31, venu de moulage, qui a une orientation déterminée par rapport au trou 30 et qui est,selon le mode de réalisation représenté, diamétralement opposé à ce trou. Quel que soit le mode de réalisation adopté, on obtient un thermostat dont le fonctionnement est connu et dont la fabrication est simple et économique. REVENDICATIONS &verbar; . . 1 - Thermostat destiné à être intercalé sur un circuit de fluide à température variable et essentiellement constitué par une paroi transversale munie d'une ouverture centrale dont le bord forme siège de clapet ; par une capsule thermostatique à dilatation de cire dont le boiter est situé en amont de la paroi transversale et relié à celle-ci par un étrier ; par un clapet sur lequel agit dans le sens de l'ouverture et par poussée la tige mobile de la capsule thermostatique à dilatation de cire et qui coopère avec le siège en aval duquel il est situé ; par un ressort qui agit sur le clapet dans le sens de la fermeture ; par un organe d'appui pour le ressort, cet organe étant agencé pour laisser passer librement le fluide à température variable ; et par un anneau essentiellement cylindrique à paroi pleine destinée à s'appliquer contre la paroi intérieure du circuit de fluide et solidaire de la paroi transversale, caractérisé par le fait que la paroi transversale, l'étrier et l'anneau cylindrique sont établis en une seule pièce de matière moulable (matière plastique rigide ou métal ou alliage fondu), l'étrier se terminant par une couronne continue ou discontinue, pour centrer et maintenir axialement le bottier de la capsule thermostatique à dilatation de cire et l'anneau cylindrique étant agencé pour retenir l'organe d'appui du ressort contre la réaction de celui-ci ou pour former cet organe d'appui. 2 - Thermostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ressort et son organe d'appui sont disposés tous deux en aval de la paroi transversale, que le ressort agit directement par compression sur le clapet, et que l'organe d'appui est constitué par un deuxième étrier, l'anneau cylindrique présentant alors intérieurement autant de saillies d'arrêt que l'étrier possède de bras. 3 - Thermostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le ressort et son organe d'appui sont disposés tous deux en aval de la paroi transversale, que le ressort agit directement par compression sur le clapet, et que l'organe d'appui est constitué par une rondelle élastique, l'anneau cylindrique présentant alors intérieurement une gorge pour recevoir cette rondelle. 4 - Thermostat selon la revendication 1, caractérisé par le fait aue le ressort et son organe d'appui sont disposés tous deux ou du? blêqe de c1apet en amont de la paroi transversale/et que le ressort agit indirec tement par compression sur le clapet en prenant appui, par son extrémité aval, sur la paroi transversale constituant organe d'appui et, par son extrémité amont, sur un étrier lié au clapet. 5 - Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la couronne offre vers l'amont une surface d'appui annulaire à une collerette du boîtier de la capsule thermostatique à dilatation de cire, l'ensemble (notamment le diamètre de l'ouverture de la paroi transversale) étant agencé pour permettre d'introduire ce boîtier axialement par le côté aval du thermostat, des moyens élastiques étant adaptés ensuite à la couronne pour empêcher le boîtier de revenir vers le côté aval. 6 - Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la couronne possède intérieurement une surface filetée ou une surface de sertissage qui coopère avec une surface extérieure appropriée du boîtier de la capsule. 7 - Thermostat selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la paroi transversale est percée d'un trou,ouvert en permanence, qui sert, d'une part, à établir un débit faible mais constant ayant pour effet d'exposer la capsule thermostatique à dilatation de cire à la température effective du fluide situé en amont du thermostat et, d'autre part, à dégazer le circuit et par le fait que la pièce de matière moulable possède, sur sa paroi latérale extérieure, un repère, venu de moulage, qui a une orientation déterminée par rapport au susdit trou et qui peut être, notamment diamétralement opposé à celui-ci. 8 - Moiteur à combustion interne à circuit de refroidissement à liquide, caractérisé par le fait que ce circuit est muni d'un thermostat conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7.