Brevet FR2332879A1 — publié le 19770624

La présente invention a pour objet un dispositif à commande thermostatique notamment destiné au système de refroidissement des moteurs à combustion interne des véhicules à moteur. Le dispositif à commande thermostatique comprend a) un bouchon de remplissage d'un système de refroidissement; et b) un robinet commandé par un élément thermosensible et coopérant avec le bouchon de remplissage et destiné à être adapté à l'intérieur d'un conduit lorsque le bouchon est fixé à l'extrémité du conduit pour fermer celui-ci, le bouchon agissant comme butée supérieure pour le robinet Dans une forme d'exécution particulière, le robinet est relié au bouchon de remplissage.D'autre part, le robinet peut comprendre a) un boîtier qui est relié au bouchon et qui agit également comme passage pour un fluide; b) un obturateur logé dans le boiter et qui, lorsqu'il est en position de ferme ture, ferme le passage constitué par le bolier et qui, lorsqu'il est en posi tion d'ouverture, permet au fluide de s'écouler à travers le bolier; c) un ressort sollicitant l'obturateur dans sa position de fermeture; d) un élément thermosensible destiné à déplacer l'obturateur dans sa position d'ouverture contre l'action du ressort lorsque la température du fluide s'é lève au-dessus d'une valeur déterminée. Selon une première variante, le robinet comprend également un élément annulaire d'étanchéité encerclant le boitier de manière former un joint étanche entre le boitier et le conduit lorsque le robinet est introduit dans ce dernier. Selon une deuxième variante le bolier du robinet est destiné à être adapté de force dans un tuyau souple de manière que la déformation élastique de ce tuyau souple provoquée par l'insertion du boîtier assure l'étanchéité entre le bottier et la paroi intérieure du tuyau. De préférence le boîtier comprend a) une première paire de doigts agissant comme organes de support pour l'une des extrémités d'un ressort à boudin. l'autre extrémité de ce ressort appuyant contre l'obturatcur; et b) une deuxième paire de doigts agissant comme connecteur grâce auquel le boiticr es relié au bouchon. Selon une pr en.it r e variante, le boiter, y compris les première et deu xiîme paires de doigts est venu d'une même pièce de métal et conprend une partie découpée et étampée dans son corps de manière à former un support qui sert à tenir en place l'élément thermosensible et contre lequel il appuie lorsqu'un organe d'actionnement de l'élément vient appuyer contre l'obturateur pour l'amener en position d'ouverture. Selon une deuxième variante, le bottier et les première et deuxième paires de doigts sont venus d'une pièce. Avantageusement, le boitier et le bouchon de remplissage sont venus d'une pièce. De préférence, l'élément thermosensible est du type à capsule de cire. Le dessin représente, à titre d'exemple, huit formes d'exécution possibles du dispositif à commande thermostatîque selon l'invention la figure 1 est une vue en coupe de la première forme d'exécution dans un tuyau de remplissage; la figure 2 montre le tube de remplissage de la figure 1 tourné de 900; la figure 3 est une vue en coupe de la deuxième forme d'exécution; les figures 4 et 5 sont des vues en coupe de la troisième forme d'exécution dans un tuyau de remplissage, tournées de 900 l'une par rapport à l'au tre; les figures 6 et 7 sont des vues semblables aux figures 4 et 5 de la quatrième forme d'exécution (mais sans tuyau de remplissage à la figure 6); les figures 8 et 9 sont des figures semblables aux figures 4 et 5 de la cinquième forme d'exécution;; les figures 10 et 11 sont des vues semblables aux figures 4 et 5 de la sixième forme d'exécution (mais sans tuyau de remplissage à la figure 10); la figure 12 est une vue en coupe de la septième forme d'exécution dans un tuyau de remplissage; les figures 13 et 14 illustrent, tournées à 900 l'une de I'autre, la huitième forme d'exécution dans un tuyau de remplissage, par transparence à la figure 13 et en coupe à la figure 14; la figure 15 est une vue en coupe partielle suivant la ligne A-A de la figure 13; et la figure IG est une vue en coupe partielle suivant la ligne R-B de la figure 13. Dans toutes les ormes d'exécution ;.écrites c-i-dessous les parties remplIssant les mêmes ponctions sont affectées d'ion Illenle indice d référence. Forme d'exécution selon les figures 1et 2 Les figures 1 et 2 montrent un tuyau de remplissage métallique 1 de type mourant destiné à assurer le remplissage d'un système de refroidissement d'un moteur à combustion interne, l'extrémité du tuyau pouvant être fermée par un bouchon 2. Le tuyau de remplissage 1 comprend un embranchement 3 à proximité de son extrémité supérieure, embranchement auquel un tuyau souple du système de refroidissement est destiné à s'adapter, le tuyau souple étant relié à son autre extrémité à un échangeur de chaleur, ou radiateur, du système de refroidissement A l'intérieur du tuyau de remplissage 1 est disposé un robinet à soupape qui est relié au bouchon de remplissage 2 et qui sert à fermer le tuyau de. remplissage 1 pour empêcher le réfrigérant de s'écouler dans le radiateur lorsque la température du réfrigérant est inférieure à une valeur déterminée; lorsque la température dépasse cette valeur le robinet s'ouvre afin de permettre au réfrigérant de s'écouler dans le radiateur. Le robinet comprend un bottier 4 présentant un siège 5 contre lequel un obturateur 6 est sollicité par un ressort à boudin 7, ce dernier s'appuyant contre une première paire de doigts 8 se prolongeant hors du boîtier 4. Une deuxième paire de doigts 9, se prolongeant également hors du boî- tier 4, relient ce dernier au bouchon de remplissage 2. Un éIément thermosensible 1C à capsule de cire comprend une tige d'actionnement Il portant contre la face inférieure de l'obturateur 6, l'élément 10 reposant dans un support 12 obtenu par découpage et pressage du métal formant le boîtier 4. Un élément annulaire d'étanchéité 13 entoure le boitier 4 et est positionné dans une rainure formée dans le boîtier 4 par déformation de ce dernier afin de constituer le siège 5 de la soupape. Ainsi lorsque le robinet est inséré dans le tuyau de remplissage 1, ltélément annulaire 13 forme un joint étanche aux fluides entre le bofier 4 et le tuyau 1 de sorte que le réfrigérant ne peut atteindre le radiateur que lorsque l'obturateur 6 est soulevé de son siège 5. Le bottier 4, le support 12, les deux paires de doigts 8 et 9 sont tous venus d'tune seule pièce op.stituée à partir d'un tube 11 en laiton, en acier ino xXdablet (u en aluminium. Forure d'e-écution selon la figure 3 Dans ta forme d'exécution selon la figure 3 le robinet est exactement le meme qu'aux figures 1 et 2 mais dans le présent cas il est inséré à l'intérieur d'un tuyau de remplissage souple en caoutchouc. Le boejchon 2 est cependant de construction différente et comprend un corps destiné à être inséré à l'intérieur de l'extrémité du tuyau de remplissage en caoutchouc. L'insertion de l'ensemble bouchon et robinet dans le tuyau de remplissage en caoutchouc a pour effet que le bottier 4 déforme les parois du tuyau de remplissage en formant ainsi un joint efficace entre le boftier et le tuyau. I1 n'est ainsi pas nécessaire dans cette forme d'exécution de munir le boîtier 4 d'un élément annulaire d'étanchéité 13. Forme d'exécution selon les figures 4 et 5 Dans cette forme d'exécution, le boîtier 4, le support 12 et les doigts 8 sont soit coulés en alliage léger ou moulés en un matériau plastique. Les doigts 9 sont formés dans une bande de métal et sont solidarisés du bouchon de remplissage 2, les extrémités en crochet des doigts 9 s'introduisant dans des fentes formées dans les doigts 8. Les doigts 9 présentent quatre crochets latéraux servant de supports au ressort à boudin 7. Cet agencement permet au robinet d'être détaché du bouchon de remplissage 2. La tige d'actionnement 11 et l'obturateur 6 sont moulés -d'une pièce en un matériau plastique. Le tuyau de remplissage I et l'embranchement 3 sont coulés en alliage léger ou roulés en matériau plastique. Forme d'exécution selon les figures 6 et 7 Cette forme d'exécution est semblable à celle selon les figures 4 et 5 mais est destinée à être utilisée dans un tuyau de remplissage souple en caoutchouc. L & doigts 9 sont venus d'une pièce avec le corps du bouchon de remplissage 2, l'ensemble étant coulé en alliage léger ou moulé en matériau plastique. Forme d'exécution selon les figures 8 et 9 Dans cette forme d'exécution le boîtier 4, le support 12, le siège 5 et les doigts 8 sont formés par des pièces embouties en métal. Les doigts 9 sont également en métal embouti et sont reliés au bouchon 2, les extrémités inférieures en forme de crochet des doigts 9 et les extrémités supérieures en forme de crochet des doigts 8 se crochant ensemble pour fixer le robinet au bou chon de re m p] -ssage. Forme d'exécution selon les figures 10 et 11 Cette forme d'exécution est sembIable à celle selon les figures 8 et 9 mais est destinée à être adaptée à l'intérieur d'un tuyau de remplissage souple 1 en caoutchouc. Forme d'exécution selon la figure 12 Cette forme d'exécution se distingue des précédentes en ce que le bouchon de remplissage 2 est séparé du robinet bien que coopérant toujours avec ce dernier en ce sens qu'il agit comme butée supérieure contre lequel le robinet peut venir appuyer pour l'empêcher d'être poussé hors du tuyau de remplissage 1 par la pression du réfrigérant. Cette forme d'exécution se distingue aussi des précédentes en ce que l'obturateur 6 s'ouvre ici vers le bas, comme cela sera décrit de façon plus détaillée en regard des figures 13 à 16. Dans cette forme d'exécution, le boîtier 4, le support 12 et les doigts 9 sont-couIés en une seule pièce, en un métal approprié. Lors de sa mise en place, le robinet est poussé à l'intérieur du tuyau de remplissage 1 jusqu'à ce qu'il vienne appuyer sur une butée (non représentée) puis le bouchon de remplissage 2 est mis en position sur le col du tuyau de remplissage 1. Forme d'exécution selon les figures 13 à 16 Cette forme d'exécution ressemble à nouveau aux formes d'exécution pré cédentes illustrées aux figures 6 et 7 ou 8 et 9 par exempIe, en ce sens que le bouchon de remplissage 2 est relié su robinet à l'encontre de la forme d'exécution représentée à la figure 12. Toutt-fois, dans cette forme d'exécution particulière, Ie bouchon de remplissaCe 2 les doigts 9, le- support 12 et le bottier 4 sont tous coulés en une seule pièce en un métal approprié. Une particularité de cette forme d'exécution est que, comme dans la forme d'exécution représentée à la figure 12, I'obturateur 6 s'ouvre vers le bas, de sorte que l-t disposition du singe 5, du ressort, et de l'organe d'appui 8 pour le ressort, est inversée pour se retrouver au-dessous du bottier 4. D'autre part l'élément tbermosensibie 10 est solidarisé de l'obturateur 6, et le support 12 est disposé au-dessus de l'ob'urateur entre les doigts 9, la tige d'actionnement Il zonant appuyer sous le support 12 pour repousser, lorsqu'il le faut, l'ensemble élément thermosensible 10 et et obturateur G du siège 5. Une autre particularité de cette forme d'exécution réside dans la façon dont l'organe d'appui 8 est fixé au boîtier 4 du robinet; les détails de cette fixation sont illustrés aux figures 15 et 16. L'organe d'appui 8 présente deux pattes flexibles 8a en forme de T qui sont poussées vers le haut du côté intérieur de deux pattes fixes 4a du boîtier 4 (comme représenté en traits interrompus à la figure 15) jusqu'à ce qu'elles s'écartent élastiquement vers l'ex- térieur dans des fentes 4b formées dans les pattes 4a, et par-dessus deux saillies 4c s'avançant latéralement dans chaque fente tb. La pression du ressort 7 de rappel de la soupape force ensuite l'organe d'appui 8 vers le bas et les pattes 8a en forme de T de l'organe d'appui viennent se verrouiller derrière les deux paires de saillies 4c, comme représenté en traits pleins. Le déplacer ment axial de l'organe d'appui 8 est limité par les bords inférieurs des fentes 4b. Toutes les formes d'exécution travaillent de façon analogue : lorsque la température de fonctionnement requise du réfrigérant est atteinte, la dilatation thermique du milieu constitué par la cire renfermée à l'intérieur de l'élément thermosensible 10 force la tige d'actionnement 11 vers le haut ce qui amène l'obturateur 6 à s'écarter de son siège à l'encontre du ressort 7. Le réfrigérant peut ainsi s'écouler à travers le boîtier 4 qui agit ainsi comme un passage, pour passer dans le tuyau 3 vers le radiateur. L'abaissement de la température du réfrigérant au-dessous d'une tem pérature déterminée entraîne la contraction de la cire et ainsi le retrait de la tige 11 ce qui permet au ressort 7 de ramener ltobturateur 6 sur son siège et d'interrompre l'écoulement du réfrigérant vers le radiateur. Lorsque l'on souhaite emplir le système de refroidissement, le bouchon de remplissage et le thermostat sont retirés, dans la plupart des cas en bloc, ce qui dégage la plus grande ouverture possible dans le tuyau 1 pour l'introduction du réfrigérant et l'échappement d'air hors du système. Il n'est ainsi pas néçessaire de- prévoir un échappement séparé pour l'air ce qui est normalement le eis dans les autres systèmes et qui peut conduire à des fuites et à un retard dans l'échauffement du système de refroidissement. REVENDIC 4TIONS 1. Dispositif à commande therniostatique, comprenant un bouchon de rem plissage d'un système de refroidissement et un robinet commandé par un élé ment +tzermosensible, caractérisé en ce que le robinet coopère avec le bouchon de remplissage (2) et est destiné à être adpaté à l'intérieur d'un conduit (1) lorsque le bouchon est fixé à l'extrémité du conduit pour fermer celui-ci, le bouchon agissant comme butée supérieure pour le robinet. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le robinet est relié au bouchon de remplissage (2). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le robinet comprend a) un boîtier (4) qui est relié au bouchon (2) et qui agit également comme passa ge pour un fluide; b) un obturateur (6) logé dans le boîtier (4) et qui, lorsqu'il est en position de fermeture, ferme le passage constitué par le boîtier et qui, lorsqu'il est en position d'ouverture, permet au fluide de s'écouler à travers le boîtier; c) un ressort (7) sollicitant l'obturateur (6) dans sa position de fermeture; d) un élément thermosensible (10) destiné à déplacer l'obturateur (6) dans sa position d'ouverture contre l'action du ressort (7) lorsque la température du fluide s'élève au-dessus d'une valeur déterminée. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le robinet comprend également un élément annulaire d'étanchéité (13) encerclant le boî tier de manière à former un joint étanche entre le boîtier (4) et le conduit (1) lorsque le robinet est introduit dans ce dernier. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le boîtier (4) est destiné à être adapté de force dans un tuyau souple (1) de manière que la déformation élastique de ce tuyau souple provoquée par l'insertion du boîtier assure l'étanchéité entre le boîtier et la paroi intérieure du tuyau. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le boîtier comprend une première paire de doigts (8) agissant comme organes de support pour Ligne des extrémités d'un ressort à boudin (,) l'autre extrémité de ce ressort appuyan' contre l'obturateur (6); et 1) une deuxième paire de doigts (9) agissant comme connecteur grâce auquel le bottier (4) est relié au louchon (2). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le boîtier (4), y compris les première et deuxième paires de doigts (8, 9), est venu d'une même pièce de métal et en ce que le boîtier comprend une parlie découpée et étampée dans son corps de manière à former un support (12) qui sert à tenir en place l'élément thermosensible (10) et contre lequel il appuie lorsqu'un organe d'actionnement (11) de l'élément vient appuyer contre l'obturateur (6) pour l'amener en position d'ouverture. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le boitier (4) et les première et deuxième paires de doigts (8, 9) sont venus d'une pièce. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le boîtier (4) et le bouchon de remplissage (2) sont venus d'une pièce. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'élément thermosensible (10) est du type à capsule de cire.