Brevet FR2646489A1 — publié le 19901102

Soupape thermostatique. L'invention est relative aux soupapes thermostatiques actionnées par un organe thermostatique à cire dilatable et comprenant, sur l'un des côtés d'un siège de clapet annu- laire, un étrier sur lequel prend appui l'un des deux éléments constitués respectivement par le boîtier et par la tige mobile de l'organe thermostatique à cire et, sur l'autre côté du siège, une cage servant d'appui à un ressort de compression qui tend à repousser vers le siège un clapet lié à l'autre des susdits éléments, l'étrier, le siège et la cage étant assemblés rigidement en une ossature métallique dont la périphérie du siège constitue une bride de fixation. Dans les soupapes thermostatiques connues, l'une au moins des pièces de l'ossature peut être constituée soit en une matière moulable telle que matière plastique rigide ou métal ou alliage fondu (voir le FR-A-2.279. 149), soit en un alliage cuivreux. Dans ce dernier cas, l'assemblage des pièces se fait en général par pénétration des extrémités de l'une des pièces dans des ouvertures ménagées dans l'autre pièce et sertissage des parties dépassantes de ces extrémités (voir par exemple la figure 4 du FRA-2.502.515) mais cet assemblage connu par sertissage est susceptible d'engendrer des fuites importantes à travers les susdites ouvertures. Or, dans les véhicules modernes dont le système de refroidissement du moteur est équipé de telles soupapes thermostatiques et dont le chauffage de l'habitacle du con- ducteur se fait par emprunt de calories sur ce système de refroidissement, les susdites fuites doivent être fortement limitées, voire supprimées, pour que l'on puisse obtenir un réchauffage rapide de l'habitacle du véhicule par grand froid. A cet effet, on exécute habituellement, après l'opération de sertissage susvisée, une opération de colma- tage des fuites par application de colle au niveau des sus- dites ouvertures mais cette dernière opération est onéreuse, ce qui constitue un handicap pratiquement insurmontable dans la construction automobile. L'invention a pour buts de rendre les soupapes thermos- tatiques définies en préambule telles qu'elles soient moins coûteuses à fabriquer et plus fiables au point de vue tech- nique, notamment en résistant mieux dans le temps aux vibra- tions et aux attaques chimiques par le liquide de refroidissement et électrochimiques par les couples thermo- électriques éventuellement formés par mise en contact de métaux de-natures différentes. A cet effet, la soupape thermostatique conforme à l'invention est essentiellement caractérisée en ce que l'étrier, le siège et la cage sont constitués par des pièces en acier inoxydable qui sont assemblées, en vue de former la susdite ossature, par des points de soudure électrique. Il est clair que l'on atteint bien ainsi les buts définis ci-dessus. En particulier, le remplacement du ser- tissage par la soudure électrique par points élimine les risques de fuite par les ouvertures que nécessitait le ser- tissage et diminue le prix de revient par suppression de l'opération de colmatage qui faisait suite à l'opération de sertissage. On peut ainsi obtenir une soupape à fuite nulle. L'invention va être décrite plus en détail ci-après à l'aide des modes de réalisation qui sont illustrés par les dessins annexés. La figure 1 de ces dessins montre, en coupe axiale, une soupape thermostatique établie conformément à un premier mode de réalisation de l'invention. Les figures 2 et 3 montrent la soupape thermostatique de la figure 1 vue extérieurement et respectivement selon les flèches II et III de la figure 1. La figure 4 montre, à plus grande échelle, un détail de la figure 1, avant l'opération de soudure par points. Les figures 5 et 6 montrent, respectivement en coupe selon la ligne V-V de la figure 2 et en vue de face, les détails d'un évent dont est avantageusement munie la même soupape thermostatique. La figure 7 montre, en coupe axiale, une soupape ther- mostatique établie conformément à un deuxième mode de réalisation de l'invention. Les figures 8 et 9 montrent une soupape thermostatique établie conformément à un troisième mode de réalisation de l'invention, respectivement en plan et en élévation avec coupe axiale partielle selon la ligne IX-IX de la figure 8. Selon le mode de réalisation des figures 1 à 3, la soupape thermostatique, qui est actionnée par un organe thermostatique 6 à cire dilatable, comprend, sur l'un des côtés d'un siège de clapet annulaire 1 dont la périphérie constitue une bride de fixation, un étrier 2 sur lequel prend appui l'un des deux éléments constituées respective- ment par le bottier 4 et la tige mobile 5 de l'organe ther- mostatique 6 et, sur l'autre côté du siège 1, une cage 3 servant d'appui à un ressort de compression 7 qui tend à repousser vers le siège 1 un clapet 8 lié à l'autre des sus- dits éléments 4, 5. Selon ce mode de réalisation, c'est la tige 5 qui prend appui sur l'étrier 2 et le bottier 4 qui est lié au clapet 8, par l'intermédiaire d'un épaulement 9 de ce bottier 4. Comme il ressort des figures 1 à 3, l'étrier 2 et la cage 3 sont ajourés pour laisser libre pas- sage à un liquide, tel que le liquide de refroidissement d'un moteur, tandis que le siège-bride 1 est étanche lorsque le clapet 8 est appliqué contre lui par la force du ressort 7. En cas d'élévation de la température, le seul passage offert au liquide, d'un côté à l'autre du siège-bride 1, est l'ouverture centrale du siège-bride 1 dont le clapet 8 est alors écarté par abaissement (selon la figure 1) du bottier 4, cet abaissement étant dû, de façon connue, à la dilata- tion de la cire contenue dans le boîtier 4. Le mode de réalisation des figures 1 à 3 comprend trois pièces en acier inoxydable qui sont fabriquées séparément et ensuite assemblées rigidement par des points de soudure, à savoir le siège-bride 1, l'étrier 2 et la cage 3. Selon l'invention, le siège-bride 1 est fixé d'une part à l'étrier 2 par des points de soudure électrique 10 et d'autre part à la cage 3 par des points de soudure électrique 11. La figure 4 montre un détail des trois pièces 1, 2 et 3 avant la soudure électrique par points. Comme il ressort des figures 2 et 3, les points de soudure 10, au nombre par exemple de deux paires, peuvent être décalés par rapport aux points de soudure 11, par exemple également au nombre de deux paires. Ce décalage est avantageusement de 90' par rapport à l'axe de symétrie de la soupape thermostatique qui coincide approximativement avec l'axe des flèches II et III de la figure 1. Selon une variante non représentée, les points de soudure 10 et 11 pourraient coïncider, auquel cas il suf- firait d'une seule opération de soudure pour fixer ensemble les trois pièces 1, 2 et 3. De préférence, le siège-bride 1 est peu profond, ce qui lui permet d'être fabriqué par un outil à suivre à très grande cadence. Sa hauteur h (figure 1) est environ trois fois plus petite que la hauteur d'un siège de soupape ther- mostatique de construction classique, de mêmes caractéristiques. L'étrier 2, constitué par une pièce fabriquée à très grande cadence par pliagedécoupage, peut être rigidifié de façon importante pour absorber tous les efforts lorsque le clapet 8 est ouvert. Comme l'étrier 2, la cage 3 peut comporter deux bras offrant entre eux un libre passage au liquide et soit décalés de 90' par rapport à ceux de l'étrier 2, dans le cas o les points de soudure 10 sont décalés par rapport aux points de soudure 11, soit alignés avec ceux de l'étrier 2, dans le cas o les points de soudure 10 et 11 sont faits simultanément. Dans les constructions connues, l'évent qui est prévu pour faciliter le remplissage du circuit d'eau sur lequel est placée la soupape thermostatique est généralement con- stitué par une cage à bille qui est fabriquée séparément et rapportée ensuite sur le siège-bride par sertissage, ce qui occasionne une augmentation de prix de la soupape thermosta- tique. La réalisation exclusivement en acier inoxydable selon l'invention permet entre autres de conformer localement le bord de la cage 3 de façon à constituer un logement 12 pour une bille d'évent 13 (voir figures 2, 3, 5 et 6), ce loge- ment 12 possédant une ouverture qui est suffisamment large pour permettre l'introduction de la bille 13 mais qui se trouve obturée définitivement par le siège-bride 1 lors de l'exécution des points de soudure 11. Ensuite, la bille 13 reste emprisonnée dans le logement mais peut s'y déplacer librement, en venant obturer ou libérer de façon usuelle un trou d'évent 14 ménagé dans le siège-bride 1. Ceci contribue à diminuer encore le prix de revient de la soupape thermos- tatique. Le mode de réalisation de la figure 7 diffère du mode de réalisation précédent par le fait que le siège-bride 1 et l'étrier 2 sont fabriqués par emboutissage en une seule pièce. Ce mode de réalisation ne comprend donc que deux pièces en acier inoxydable 1-2 d'une part et.3 d'autre part que l'on fixe ensemble par des points de soudure électrique analogues à ceux qui sont désignés par 11 aux figures 2 et 3. Le mode de réalisation des figures 8 et 9 ne comprend lui aussi que deux pièces en acier inoxydable, à savoir une première pièce formant le siège-bride 1 et l'étrier 3, mais, à la différence des modes de réalisation précédents, c'est le boîtier 4 qui prend appui sur l'étrier 2 et la tige 5 qui est liée au clapet 8. A cet effetr l'étrier 2 comporte une bague 14 qui emprisonne une partie du boîtier 4, munie à cet effet d'une gorge 14, et le clapet 8 comprend un creux cen- tral 15 qui reçoit l'extrémité libre de la tige 5. On voit à la figure 8 les points de soudure électrique 11 qui servent à assembler rigidement les deux pièces définies ci-dessus. REVENDICATIONS 1. Soupape thermostatique actionnée par un organe ther- mostatique (6) à cire dilatable et comprenant, sur l'un des côtés d'un siège de clapet annulaire (5), un étrier (2) sur lequel prend appui l'un des deux éléments constitués respec- tivement par le bottier (4) et la tige mobile (5) de l'organe thermostatique à cire (6) et, sur l'autre côté du siège (5), une cage (3) servant d'appui à un ressort de compression (7) qui tend à repousser vers le siège (1) un clapet (8) lié à l'autre des susdits éléments (4, 5), l'étrier (2), le siège (5) et la cage (3) étant assemblés rigidement en une ossature métallique dont la périphérie du siège (5) constitue une bride de fixation, caractérisée en ce que l'étrier (2), le siège (5) et la cage (3) sont constitués par des pièces en acier inoxydable qui sont assemblées, en vue de former la susdite ossature, par des points de soudure électrique (10, 11). 2. Soupape thermostatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément prenant appui sur l'étrier (2) est la tige (5) et l'élément auquel est lié le clapet (8) est le boltier (4). 3. Soupape thermostatique selon l'une des revendica- tions I et 2, caractérisée en ce que l'étrier (2), le siège-bride (5) et la cage (3) sont constitués respective- ment par trois pièces fabriquées séparément et assemblées deux à deux par les points de soudure électrique (10, 11). 4. Soupape thermostatique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les points de soudure (10) reliant le siège-bride (1) à l'étrier (2) sont décalés angulairement par rapport aux points de soudure (11) reliant le siège- bride (1) à la cage (3). 5. Soupape thermostatique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les points de soudure (10) reliant le siège-bride (1) à l'étrier (2) coincident avec les points de soudure (11) reliant le siège-bride (1) à la cage (3). 6. Soupape thermostatique selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce qu'une bille d'évent (13) est emprisonnée avec jeu entre le siège-bride (1) et la cage (3). 7. Soupape thermostatique selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'un logement (12) est ménagé localement sur le bord de la cage (3) pour la bille d'évent (13). 8. Soupape thermostatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément prenant appui sur l'étrier (2) est le boîtier (4) et l'élément auquel est lié le clapet (8) est la tige (5). 9. Soupape thermostatique selon l'une des revendica- tions 2 et 8, caractérisée en ce que le siège-bride (1) et l'étrier (2) sont constitués d'une première pièce et l'étrier (3) d'une deuxième pièce, ces deux pièces étant fixées l'une à l'autre par des points de soudure (11).