Brevet FR2636903A1 — publié le 19900330

La présente invention concerne un dispositif de chauffage du liquide de lavage de vitres d'un véhicule automobile. On connaît des systèmes lave-vitres de véhicules équipés d'un dispositif de chauffage avec régulation de la température du liquide de lavage, généralement constitué d'une résistance électrique chauffante située dans le réservoir du liquide ou dans un récipient annexe et alimentée par l'accumulateur électrique du véhicule par l'intermédiaire d'un thermo-contact s'ouvrant lorsque la température du liquide atteint une valeur donnée. De tels systèmes manquent de fiabilité, consomment de l'énergie électrique et sont d'un prix de revient élevé. On connaît également un dispositif lave-vitre de véhicule du type comprenant un réchauffeur sur le circuit du liquide de lavage entre une pompe d'alimentation en liquide de lavage et au moins un organe de pulvérisation, tel qu'un gicleur, lequel réchauffeur est associé à une conduite traversée par un fluide caloporteur tel que le liquide du circuit de refroidissement du moteur du véhicule, le liquide circulant dans la conduite constituant la source de chaleur du réchauffeur.Ce dernier est conçu de façon à permettre un échange important de chaleur afin que le liquide de lavage s'échauffe rapidement lors de la montée en température du moteur (démarrage à froid) et ce liquide risque de devenir trop chaud, voire même de bouillir, lorsque le moteur atteint sa température de fonctionnement normal (circuit de refroidissement sous pression, c'est-à-dire température pouvant dépasser 1000C). La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs lave-vitres connus. Pour cela, le dispositif de chauffage du liquide de lavage d'au moins une vitre d'un véhicule automobile, du type comprenant un réchauffeur du liquide de lavage, disposé entre une pompe d'alimentation en liquide de lavage et au moins un organe de pulvérisation, tel qu'un gicleur, du liquide de lavage sur la vitre et formé par une enceinte traversée par une conduite de passage d'un fluide caloporteur, est caractérisé en ce qu'il comprend une vanne thermostatique située en aval du réchauffeur permettant de réguler la température du liquide de lavage traversant l'enceinte du réchauffeur. Avantageusement, la conduite précitée est une conduite de dérivation du liquide de refroidissement du moteur du véhicule. Selon une caractéristique de l'invention, la vanne thermostatique est disposée dans la conduite de dérivation en sortie du réchauffeur et est constituée par une capsule thermostatique à cire dilatable agissant sur une soupape de fermeture du passage du liquide caloporteur lorsque celui-ci atteint une température supérieure prédéterminée. Suivant un autre mode de réalisation, la vanne thermostatique est disposée dans un boîtier mitigeur, dont les conduites d'amenée du liquide de lavage chaud et du liquide de lavage froid sont reliées respectivement à la sortie du réchauffeur et à la pompe d'alimentation et dont la conduite de sortie est reliée à l'organe de pulvérisation, l'organe de fermeture de la vanne thermostatique obture alternativement, selon que la température du liquide sortant du boîtier est inférieure ou supérieure à un seuil déterminé, le conduit d'amenée de liquide froid ou partiellement le conduit d'amenée de liquide chaud. De préférence, l'enceinte du réchauffeur comprend, à l'intérieur de celle-ci et fixées coaxialement à la conduite de dérivation, un certain nombre de plaques métalliques ou parallèles ajourées favorisant l'échange thermique entre le liquide caloporteur et le liquide de lavage. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparattront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement le dispositif de lavage de l'invention suivant un premier mode de réalisation - la figure 2 représente en coupe une vue agrandie du réchauffeur et de la vanne thermostatique de la figure 1 - les figures 3A et 3B représentent en perspective deux modes de réalisation de plaques métalliques de la figure 2 suivant la flèche III ; et - la figure 4 représente schématiquement le dispositif de lavage de l'invention suivant un autre mode de réalisation. En se reportant à la figure 1, la référence 1 désigne un réservoir contenant un liquide de lavage, tel que par exemple de l'eau, de vitres d'un véhicule automobile envoyé par une pompe 2 dans une conduite 3 débouchant dans un réchauffeur 4 à la partie inférieure de celui-ci. Le réchauffeur 4 est constitué dans le cas présent par une enceinte cylindrique fermée montée coaxialement sur une conduite 5 traversant l'enceinte. La conduite 5 est de préférence une conduite de dérivation du liquide de refroidissement du moteur du véhicule formant liquide caloporteur, seule la conduite principale 6 du circuit de refroidissement du moteur étant représentée.Le liquide de lavage, après avoir traversé le réchauffeur 4, circule dans une conduite de sortie 7 reliée à la partie supérieure du réchauffeur 4 et dont l'extrémité aval se scinde en deux conduites Sa et 8b d'amenée du fluide chaud de lavage respectivement à deux organes de pulvérisation 9a et 9b, tels que des gicleurs, de celui-ci sur la vitre correspondante du véhicule. Selon l'invention, une vanne thermostatique 10 est disposée en aval du réchauffeur 4 dans la conduite de dérivation 5 afin de limiter le passage du fluide caloporteur et ainsi de régler l'échange thermique avec le liquide de lavage circulant dans le réchauffeur 4. Comme représenté en figure 2, la vanne thermostatique 10 comprend une soupape de fermeture 11 à extrémité tronconique, ouverte dans les conditions normales de fonctionnement, et susceptible de venir en appui contre un siège de soupape correspondant 12 pour obturer un orifice de sortie 13 du liquide caloporteur. L'organe de commande de déplacement de la soupape 11 de la vanne thermostatique 10 est, de façon connue, constitué par une capsule thermostatique 14 contenant de la cire disposée entre la soupape 11 et un ressort tronconique 15 maintenu axialement par une rondelle interne 16 fixée dans la conduite de dérivation 5 par un bourrelet annulaire Sa de celle-ci enserrant circonférentiellement la rondelle 16. Le siège 12 de la soupape 11 ainsi que l'orifice 13 de sortie sont réalisés par usinage dans une bague annulaire de raccordement de deux portions alignées de la conduite 5. Avantageusement, l'orifice 13 est calibré afin d'optimiser les montées en températures du fluide de lavage. Lorsque le fluide caloporteur dépasse une valeur de température supérieure prédéterminée, la cire de la capsule 14 se dilate et, en prenant appui sur le ressort 15, amène la soupage 11 à venir en appui contre son siège 12, obturant l'orifice 13 et interrompant ainsi le passage du fluide caloporteur à travers la conduite de dérivation 5. Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention résulte déjà de la description qui en a été faite ci-dessus et va être décrit brièvement. Le liquide de lavage contenu dans le réservoir 1 est propulsé par la pompe 2 dans la canalisation 3 et traverse le réchauffeur 4 pour y être chauffé en prélevant les calories du liquide caloporteur circulant dans la conduite de dérivation 5. La vanne thermostatique 10 régule la température du liquide de lavage traversant le réchauffeur 4 qui parvient aux gicleurs 9a et 9b par l'intermédiaire des conduites 7, 8a et 8b. Lorsque la température du fluide caloporteur atteint la valeur supérieure de seuil prédéterminée, la vanne thermostatique se ferme jusqu'à ce que la température du fluide caloporteur redescende à une valeur inférieure à la valeur de seuil. Afin d'améliorer l'échange thermique entre le fluide caloporteur et le liquide de lavage circulant à travers le réchauffeur 4, des plaques métalliques ajourées 17 sont fixées à l'intérieur de l'enceinte du réchauffeur sur la conduite de dérivation 5 coaxialement à celle-ci qui est de préférence en un matériau bon conducteur thermique. Les figures 3A et 3B représentent précisément deux types de plaques métalliques ajourées susceptibles d'être utilisées dans le réchauffeur 4. Chaque plaque métallique représentée à ces figures est de forme circulaire et comprend une partie centrale tubulaire 17a permettant à la plaque 17 d'etre en contact avec la conduite de dérivation 5, ce qui optimise l'échange thermique. La plaque de la figure 3A a ses ajours formés par une pluralité de trous 17b diposés circonférentiellement et concentriquement. La plaque 17 de la figure 3B a ses ajours formés par un certain nombre de fentes radiales 17c réalisées sur tout le pourtour de la plaque. Les trous 17b et les fentes radiales 17c sont de dimensions et de formes suffisantes pour ne pas créer de perte de charge trop importante sur le circuit de circulation du liquide de lavage tout en conservant aux plaques 17 une surface d'échange thermique suffisamment importante.La figure 2 représente l'enceinte 4a du réchauffeur 4 qui peut être métallique ou en plastique et qui comprend, solidaires par exemple par soudage de celle-ci, deux embouts 4b et 4c de raccordement respectivement des conduites 3 et 7. Afin que le dispositif ne soit pas influencé par la température environnante telle que celle de la chaleur sous le capot du véhicule, ou de l'air froid en hiver, un isolant extérieur 4d, de faible conductivité thermique, enveloppe l'enceinte 4a du réchaufféur 4. Suivant une variante, l'enceinte 4a peut être réalisée en une seule pièce en une matière plastique avec les embouts 4b et 4c et surmoulée sur la conduite 5 équipée des plaques métalliques 17. De plus, la capacité de l'enceinte 4a du réchauffeur 4 est déteminée de façon à assurer un lavage correct de vitre tout en se limitant à un volume correspondant au minimum nécessaire à cette fonction.De cette façon, seul un volume réduit de nouveau liquide provenant du réservoir 1 sera à réchauffer et le temps d'échange thermique avec le liquide caloporteur sera lui aussi réduit au minimum, ce qui accroît l'efficacité du dispositif de chauffage de l'invention. En se reportant à la figure 4 où les mêmes composants que ceux représentés aux figures précédentes portent les mêmes références, la vanne thermostatique 18 est reliée entre la conduite de sortie 7 du réchauffeur 4 et les conduites Sa et 8b des gicleurs 9a et 9b. Plus précisément, la vanne thermostatique 18 est incorporée dans un boitier-mitigeur 19 dont la conduite d'amenée en liquide chaud est formée par la conduite 7 et la conduite d'amenée en liquide froid est constituée par une conduite de bifurcation 3b de la conduite 3 dont l'autre conduite de bifurcation 3a est reliée au réchauffeur 4. La conduite de sortie 19a du bottier-mitigeur 19 est reliée aux deux conduites 8a et 8b.L'organe de fermeture 18a de la vanne thermostatique 18 est en forme de piston dont le bord supérieur, dans les conditions normales de fonctionnement, dégage l'ouverture d'arrivée de liquide chaud de la conduite 7 et dont le bord inférieur obture l'ouverture d'arrivée du liquide froid de la conduite 3b. La face supérieure de l'organe 18a en forme de piston comprend un certain nombre d'ouvertures 18b de passage du liquide de lavage froid présent dans le piston 18a afin de le mélanger au liquide chaud dans la chambre située au-dessus du piston 18a. Une capsule thermostatique 20, contenant de la cire, est associée à l'organe 18a formant piston et est susceptible de le déplacer axialement vers le haut par rapport à la figure 4 pour qu'il obture partiellement l'ouverture d'arrivée du fluide de lavage chaud et dégage l'ouverture d'arrivée de liquide froid lorsque la température du liquide au-dessus du piston atteint une valeur supérieure prédéterminée.Ainsi, l'ensemble vanne thermostatique 18 - boTtier-mitigeur 19 agit sur les proportions liquide chaud et liquide froid afin de distribuer aux gicleurs 9a et 9b un liquide d'une température sensiblement constante pour une bonne efficacité de lavage de la vitre, notamment entre 600C et 800C. Le mélange liquide chaud liquide froid est donc effectué automatiquement en fonction de la valeur de température souhaitée du liquide de lavage aux gicleurs 9a et 9b, qui correspond à la valeur de fonctionnement de la vanne thermostatique 18. L'ensemble vanne thermostatique 18 - boîtier mitigeur 19 peut être miniaturisé de façon à le placer le plus près possible des gicleurs 9a et 9b, ce qui élimine pratiquement toute perte d'efficacité du dispositif due l'éloignement du réchauffeur 4 par rapport aux gicleurs 9a et 9b. Bien entendu, le réchauffeur 4 de la figure 4 peut comporter les plaques 17 de la figure 2 favorisant -l'échange thermique entre le liquide caloporteur et le liquide de lavage. REVENDICATIONS 1. Dispositif de chauffage du liquide de lavage d'au moins une vitre d'un véhicule automobile, du type comprenant un réchauffeur (4) du liquide de lavage, disposé entre une pompe d'alimentation en liquide de lavage (2) et au moins un organe de pulvérisation (9a 9b), tel que gicleur, du liquide de lavage sur la vitre et formé par une enceinte (4a) traversée par une conduite (5) de passage d'un fluide caloporteur, caractérisé en ce qu'il comprend une vanne thermostatique (10 ; 18) située en aval du réchauffeur (4) permettant de réguler la température du liquide de lavage traversent l'enceinte (4a) du réchauffeur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite précitée est une conduite de dérivation (5) du liquide de refroidissement du moteur du véhicule. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la vanne thermostatique (10) est disposée dans la conduite de dérivation (5) en sortie du réchauffeur (4) et est constituée par une capsule thermostatique (14) contenant de la cire dilatable agissant sur une soupape (11) de fermeture du passage du fluide caloporteur lorsque celui-ci atteint une température supérieure prédéterminée. 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la vanne thermostatique (18) est disposée dans un boTtier-mitigeur (19), dont les conduites d'amenée (7 ; 3b) de liquide de lavage chaud et de liquide de lavage froid sont reliées respectivement à la sortie du réchauffeur (4) et à la pompe d'alimentation (2) et la conduite de sortie (19a) est reliée à l'organe de pulvérisation (9a ; 9b) et en ce que l'organe de fermeture (18) de la vanne thermostatique (18) obture alternativement, selon que la température du liquide sortant du boîtier (19) est inférieure ou supérieure à un seuil déterminé, le conduit d'amenée de liquide froid (36) ou partiellement le conduit d'amenée de liquide chaud (7). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans l'enceinte (4b) du réchauffeur (4) sont fixées coaxialement à la conduite de dérivation (5), un certain nombre de plaques métalliques parallèles ajourées (17) favorisant l'échange thermique entre le liquide caloporteur et le liquide de lavage. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les ajours précités (17b ; 17c) sont formés par des trous (17b) ou des fentes radiales (17c). 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enceinte (4a) du réchauffeur (4) est enveloppée d'une matière isolante à faible conductivité thermique. 8. Dispositif selon l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que la conduite de dérivation (5) est calibrée afin d'optimiser les montées en température du liquide de lavage.