Brevet FR2254717A1 — publié le 19750711

La présente invention concerne un assen9bage thermostatique pour circuits de refroidissement, en particulier de moteurs à caibus- tion interne, dans lequel les chambres de mélange du fluide de refroidissement et la soupape de commande ont des configurations particulières qui réduisent considérablement les pertes de charge qui sont particulières à l'assemblage thermostatique lui-meme. Ainsi qu'il est connu, de tels assemblages thermostatiques sont munis de deux raccords d'admission et d'un raccord de sortie. Les raccords d'admission sont généralement connectés à ltorifice de sortie du radiateur et à l'orifice de sortie du moteur, tandis que le raccord de sortie est généralement connecté à la pompe de circulation du fluide de refroidissement, et cette dernière est connectée à l'orifice d'admission dans le moteur. Les deux raccords d'admission de l'assemblage thermostatique peuvent ensuite être mis en cO"'unication directement et partiellement avec le raccord de sortie au moyen de l'action d'un élément de manoeuvre sensible à la température, qui commande le déplacement d'une soupape agissant sur les ouvertures qui relient lesdits raccords d'admission au raccord de sortie. De plus, dans les assemblages thermoplastiques du type de celui, objet de l'intention, l'élément de manoeuvre sensible à la tempe- rature est disposé directement dans le raccord de sortie, de sorte qu 'il détecte pratiquement la température du mélange de fluide de refroidissement provenant des deux raccords d'admission0 Toutefois, dans les différents modes de réalisation des ases ~ blages thermostatiques du type décrit ci-dessus, afin de favoriser le mélange des ecoulements de fluide de refroidisse ent arrivant par les deux raccords d'admission avant que lesdits écoulements ne rencontrent l'élément de manoeuvre sensible à la température, les chambres internes de l'assemblage thermostatique ont une configuration qui provoque des variations considérables de direction et de vitesse du fluide de refroidissement. Par conséquent, à l'intérieur de l'assemblage thermostatique, apparaissent des résistances localisées qui augmentent sensiblement les pertes de charge dans le circuit de refroidissement tout entier. La présente invention a donc pour objet de proposer un assemblage thermostatique pour des circuits de refroidissement de séhi- cules à moteur, dans lequel la configuration à la fois des chambres de mélange internes et de l'élément de manoeuvre est telle qu'elle réduit considérablement les pertes de charge à l'intérieur de l'assemblage thermostatique lui-meme et favorise un mélange complet des deux écoulements du fluide de refroidissement qui se présentent, afin que l'organe de manoeuvre disposé dans le raccord de sortie detecte la température du liquide parfaitement mélange. L'invention prévoit,en conséquence, un assemblage tiiermostatique pour circuits de refroidissement, en particulier pour moteurs à combustion interne de véhicules à moteur, comportant au moins deux raccords d'admission et un raccord de sortie pour la chambre de refroidissement et contenant des moyens de soupape disposés pour obstruer les ouvertures de communication desdits deux raccords d'admission avec ledit raccord de sortie, et au moins un élément de manoeuvre sensible à la température, disposé au moins partiellement à l'intérieur dudit raccord de sortie et agencé pour commander la position desdits moyens de soupape, caractérisé en ce que lesdits moyens de soupape comportent une soupape creuse comportant une première partie coulissante et une seconde partie en forme de coiffe qui peuvent obstruer lesdites ouvertures de communication, ladite seconde partie en forme de coiffe ayant un périmètre extérieur qui est considérablement plus grand que le périmètre extérieur de ladite première partie coulissante. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels t La figure 1 est une vue latérale en coupe de l'assemblage thermostatique d'un circuit de refroidissement d'un moteur à combustion interne, en particulier pour véhicules automobiles,selon 1' invention;; La figure 2 est une vue latérale en coupe de la soupape de l'assemblage thermostatique représenté figure 1 t La figure 3 est une vue de dessous de la soupape représentée figure 2 t La figure 4 est une vue latérale en coupe du raccord de sortie de l'assemblage thermostatique représenté figure 1 t La~figure 5 est une vue latérale du raccord de sortie représenté a la figure 4 t La figure 6 est une vue de dessus du raccord de sortie représenté aux figures 4 et 5. Avec référence à la figure 1, sur laquelle est représenté l'asseiblage thermostatique, comportant deux raccords d'admission 1 et 2 de fluide de refroidissement et un raccord de sortie 3 de fluide de refroidissement. Ledit assemblage thermostatique est inséré dans un circuit de refroidissement (non représenté), par exemple en reliant le raccord 1 à l'orifice de sortie du radiateur, le raccord 2 à l'orifice de sortie du circuit de refroidissement provenant du moteur, et le raccord 3 à l'orifice d'admission d'une pompe de circulation. Les axes des raccords d'admission 1 et 2 sont parallèles entre eux et perpendiculaires aux axes du raccord de sortie 3 et d'un couvercle circulaire 4 interposé entre-les raccords 1 et 2. Les raccords I et 2 sont approximativement de forme cylindrique et sont munis d'épaulements supérieurs semi-circulaires 5 et 6 et d'épau- lements inférieurs semi-circulaires 7 et 8. Partant intérieurement de l'épaulement 5, se trouve une paroi 8emi-ànnulaire 9 perpendiculaire au raccord lo Cette paroi semiannulaire 9 est arrondie en une partie semi-annulaire 10 pratiquement parallèle au raccord 1, de façon à former avec l'épaulement inférieur 7 une ouverture semi-annulaire 11. L'épaulement inférieur 8 du raccord 2 est réuni, au moyen d'un raccord semi-annulaire à 900 12, à une paroi semi-annulaire 13 qui est parallèle au raccord 2 et forme avec 1' épaulement supérieur 6 une ouverture semi-annulaire 14o Ainsi, le couvercle circulaire 4, la paroi semi-annulaire 9, la partie semi-annulaire 10 et la paroi semi-annulaire 13 délimitent une chambre supérieure 15 qui communique, par l'intermédiaire de l'ouverture 14, avec le raccord d'admission 2, le raccord semi-annulaire 12 avec la paroi semi-annulaire 13, la partie semi-annulaire 12 et la partie supérieure du raccord 3 délimitent, à leur tour, une chambre inférieure 16 qui communique, par 1 intermédiaire de l'ouverture semi-annulaire 11, avec le raccord d'admission 1. Lesdites deux chambres 15 et 16 communiquent entre elles par l'intermédiaire d'une ouverture 17 formée par la partie semi-annulaire 10 et l'extrémité de la paroi semi-annulaire 13. Disposée dans l'ouverture 17 se trouve une partie cylindrique creuse 18 d'une soupape 19 commandée par un élément de manoeuvre 20 sensible à la température.Ainsi, là soupape 19, représentée également figures 2 et 3, a sa partie cylindrique 18 coulissant dans le siège formé par la partie semi-annulaire 10 et l'extrémité de la paroi semi-annulaire 13 et dans lequel est logé un joint d'étanchéité annulaire 21, et présente une partie annulaire inférieure 22 qui est parallèle à la partie 18 et est réunie avec elle au Doyen d'une paroi plane 23 perpendiculaire à l'axe de la soupape 19 t de cette manière, la soupape 19 comporte une section coulissante formée par la partie cylindrique 18 et une partie de coiffe formée par la partie annulaire 22 et la paroi 23.Le diamètre de la partie annulaire 22 est considérablement plus grand que celui de la partie cylindrique 18 t De préférence, le rapport entre lesdits deux diamètres peut être 2 et généralement plus de 1,5. La soupape 19 présente, en outre, trois rayons 24, contenus dans des plans espaces de 1200 et passant par l'axe de ladite soupape, qui s'étendent vers 1'intérieur à la fois depuis la partie cylindrique 18 et depuis la partie inférieure 22. Lesdits rayons 24 forment avec leurs extrémités inférieures un moyeu 25 ayant une cavité qui reçoit une coiffe 27 de l'élément de manoeuvre 20. De plus, chacun des trois rayons 24, dont la partie supérieure fait saillie d'une certaine longueur vers l'extérieur à partir du bord supérieur de la partie cylindrique 18 et dont le diamètre extérieur circonscrit est égal au diamètre extérieur de ladite partie 18, forme dans sa partie intérieure, vers la région supérieure, un épaulement 28 qui constitue un appui pour un ressort 29 monté entre lesdits épaulements 28 et le couvercle 4o Ledit couvercle 4 présente une paroi annulaire plane 31 qui vient au contact des épaulements 5- et 6 des raccords 1 et 2, et une paroi cylindrique interne 32 qui est coaxiale à la partie cylindrique 18 de la soupape 19 et sur laquelle viennent reposer les surfaces extérieures des parties supérieures des trois rayons 24. L'élément de manoeuvre 20 est disposé à l'intérieur du raccord de sortie 3 et coaxialement à la soupape 19. Plus exactement, ledit élément 20, possède un bulbe 34 sensible à la température qui est muni d'une jante annulaire supérieure 35, et est disposé avec sa coiffe 27 à l'intérieur de la cavité 26 du bulbe 25 de la soupapé 19 Le bulbe 34 est inséré dans un moyeu 36 qui est connecté à la paroi interne du raccord de sortie 3 au moyen de trois rayons 37. Par conséquent, la jante annulaire 35 de l'élément de manoeuvre 20 vient reposer sur la paroi supérieure du moyeu 36. Le raccord de sortie 3, en-dessous de la zone dans laquelle est disposé l'organe de manoeuvre 20, devient alors plus étroit en diamètre au moyen d'une partie de paroi inclinée 38. Le fonctionnement de l'assemblage thermostatique selon la présente invention, dont le but est de réguler le rapport entre les quantités de fluide de refroidissement qui arrivent, respecti vement, du radiateur (par l'intermédiaire du raccord d'admission 1) et de l'orifice de sortie du moteur (par l'intermédiaire du raccord d'admission-2), s'effectue de la façon suivante s Le susdit rapport est régulé par la position de la soupape 19, qui obstrue commodément les ouvertures semi-annulaires Il et 14. En effet, la position de la soupape 19 est une fonction de la température du fluide de refroidissement sortant qui lèche le bulbe 34 de l'élément de manoeuvre 20o Dans la position représentée figure 1, 1 'ouverture semi-annulaire ll est complètetent fermée, tandis que l'ouverture semi-annulaire 14 est complètement ouvertes Dans ces conditions, à travers l'aiiemblage thermostatique, s 'écou- le seulement le fluide de refroidissement provenant du raccord d'admission 2, c'est-à-dire de l'orifice de sortie du moteur, le quel fluide de refroidissement, à travers le raccord de sortie 3, est fourni à la pompe de circulation et à l'orifice d'admission dans le moteur.La coiffe 27 de l'élément de manoeuvre 20 se trouve dans l'extrémité inférieure de la course. De même, la soupape 19 est complètement abaissée avec le moyeu 25 sollicité par le ressort 29 contre la coiffe 27. Si la température du fluide de refroidissement sortant du raccord 3 devient trop élevée de sorte qu'il ne puisse plus exercer une action de refroidissement efficace pour le moteur, la coiffe 27 de 11 élément de manoeuvre 20 sensible à la température du liquide sortant, se déplace vers le haut, déplaçant ainsi la soupape 19. Ainsi, l'ouverture 14 se ferme partiellement et l'ouverture 11 s'ouvre partiellement. Par conséquent, le fluide de refroidissement s'écoulant dans le raccord de sortie 3 sera un mélange du liquide plus froid provenant du raccord d'admission 1 et du liquide plus chaud provenant du raccord d'admission 2, de sorte qu'en tant que fonction des quantités de fluide de refroidissement provenant des raccords d'admission 1 et 2, il existera une température optimale du liquide dans le raccord de sortie 3. La caractéristique principale de l'assemblage thermostatique selon la présente invention, c'est-à-dire la prévision d'une soupape 19 comportant une partie annulaire cylindrique 18 et une partie de coiffe annulaire 22, le diamètre de cette derniere étant beaucoup plus important que le diamètre de la partie cylindrique, permet d'obtenir une section considérablement grande de l'écoulement vers le raccord de sortie 2, de sorte qu'avec la chambre de mélange de grandes dimensions 16, on peut obtenir selon le but recherché non seulement un mélange complet du fluide de refroidissement provenant des raccords d'admission 1 et 2, mais également une reduction considérable des résistances localisées et, par conséquent, de pertes de charge, avec une circulation par conséquent plus rapide du fluide de refroidissement et une action de refroidissement plus efficace De plus, l'absence de bords vifs dans les ouvertures Il et 14 des raccords d'admission 1 et 2, pour les sections arrondies avec la partie serai-annulaire 10 et la paroi semi-annulaire 13, et le fait que lesdites ouvertures sont internes au périmètre des raccords respectifs 1 et 2, contribuent à l'établissement d'une condition dynamique d'écoulement du fluide de refroidissement qui est favorable à une limitation des résistances ddes à des variations brusques de vitesse et de direction de l'écoulement de liquide. R E V E N D I C A I O 'N S 1.- Assemblage thermostatique pour circuits de refroidissement, en particulier pour moteurs à combustion interne de véhicules à moteur, comportant au moins deux raccords d'admission et un raccord de sortie pour le fluide de refroidissement et contenant des moyens de soupape disposés pour obstruer les ouvertures de communication desdits deux raccords d'admission avec ledit raccord de sortie, et au moins un élément de manoeuvre sensible à la température, disposé au moins partiellement à 1' intérieur dudit raccord de sortie et agencé pour commander la position desdits moyens de soupape, caractérisé en ce que lesdits moyens de soupape comportent une soupape creuse comprenant une première partie coulissante et une seconde partie en forme de coiffe qui peuvent obstruer lesdites ouvertures de communication, ladite seconde partie en forme de coiffe ayant un périmètre extérieur qui est considérablement plus grand que le diamètre extérieur de ladite première partie coulis sante. 2.- Assemblage thermostatique selon la revendication 1, carac térisé en ce que ladite première et ladite seconde parties de ladite soupape sont, respectivement, une première partie annulaire et une seconde partie plane reunies en un seul bloc avec une extrémité de ladite première partie et avec une jante annulaire externe orientée dans une direction opposée par rapport à ladite première partie, ladite première partie et ladite jante annulaire de ladite seconde partie étant coaxiales et le diamètre de ladite jante anannulaire étant au moins 1,5 fois plus grand que le diamètre de ladite première partie. 3.- Assemblage thermostatique selon la revendication 2, carac térisé en ce que chacun des deux susdits raccords d'admission a une première5parols semi-annulaire s'étendant vers l'intérieur, dans des directions respectivement opposées et avec les axes per pendiculaires aux axes desdits deux raccords d'admission, lesdites premières parois semi-annulaires étant arrondies avec des secondes parois semi-annulaires contenues dans un seul plan parallèle aux axes desdits deux raccords et entrecoupant lesdits raccords, les dites secondes parois formant un siège annulaire pour le coulisse ment, rendu hermétique au moyen d'un joint annulaire, de ladite première partie cylindrique annulaire de ladite soupape. 4.- Assemblage thennostatique selon la revendication3, caractérisé en ce que lesdites première et seconde parties semiannulaires, en combinaison avec lesdits raccords, constituent une première chambre communiquant, par 1'intermédiaire dune première desdites ouvertures, avec l'un desdits deux raccords d'admission et, par l'intermédiaire de l'espace interne de ladite soupape, avec ledit raccord de sortie, et une seconde chambre communiquant, par l'intermédiaire d'une seconde desdites ouvertures, avec ledit raccord de sortie et, à travers une troisième desdites ouvertures, avec l'autre desdits deux raccords d'admission, ladite seconde partie de ladite soupape étant encore contenue dans ladite seconde chambre, ladite première ouverture étant obstruée par ladite première partie de ladite soupape, ladite seconde ouverture étant fermée, par ladite seconde partie, dans une position de fin de course pour ladite soupape, et ladite troisième ouverture étant obstruée par ladite première et ladite seconde partie de ladite soupape. 5.- Assemblage thermostatique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le profil de ladite seconde ouverture de communication entre ladite seconde chambre et ledit raccord de sortie est sensiblement égal au profil interne de ladite jante annulaire de ladite seconde partie de ladite soupape. 6.- Assemblage thermostatique selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite seconde partie plane de ladite soupape est perpendiculaire à 1'axe de ladite première partie. 7.- Raccords thermostatique selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que lesdites première et troisième ouvertures de communication desdits deux raccords d'admission sont internes au périmètre du raccord d'admission respectif.