Brevet FR2667354A1 — publié le 19920403

La présente invention concerne le domaine des soupapes thermostatiques pour circuit de refroidissement de moteur à combustion interne de véhicule automobile. On a représenté sur les figures 1 et 2 annexées, une soupape thermostatique connue utilisé depuis de nombreuses années. Plus précisément, la soupape thermostatique connue est représentée sur la figure 1 en position fermée, et représentée sur la figure 2 en position ouverte. La soupape thermostatique connue représentée sur les figures 1 et 2 annexées comprend essentiellement un corps 10 définissant un siège annulaire 11, un clapet 20 apte à reposer contre le siège 11 pour fermer la soupape comme représenté sur la figure 1, et un vérin thermosensible 30 apte à déplacer le clapet 20 en éloignement du siège Il lorsque la température du vérin 30 devient supérieure à un seuil, comme représenté sur la figure 2. Le vérin thermosensible 30 est formé généralement d'un vérin à cire dilatable. Ce vérin 30 comprend ainsi un cylindre borgne 31 qui reçoit un piston 32. Un volume de cire dilatable 33 est placé dans la chambre interne du cylindre 31 en arrière du piston 32. Ainsi la dilatation de la cire 33 occasionnée par l'élévation de température sollicite le piston 32 vers l'extérieur du cylindre 31. Le corps 30 comprend généralement une rondelle plane 12 possédant un alésage central 13, une collerette 14 emboutie autour de l'alésage central 13 et un étrier 15 qui se raccorde à deux points diamétralement opposés de la collerette 14 et sert d'appui à l'extrémité du piston 32. Le siège 11 est défini au niveau de la zone de jonction de la collerette 14 et de la rondelle 12. Un cavalier 16 est fixé sur le corps 10, sur le côté de celui-ci opposé à l'étrier 15, c'est-à-dire du côté du siège 11. Le cavalier 16 sert de guidage au cylindre 31 du piston thermosensible 30, lors de déplacement relatif entre le cylindre 31 et le piston 32. Un ressort de sollicitation 40 est intercalé entre le cavalier 16 et le clapet 20 pour pousser ce dernier contre le siège 11. Un anneau 50 serti sur la surface externe du cylindre 31 est placé en avant du clapet 20. L'anneau 50 prend appui contre le clapet 20 et sollicite celui-ci en éloignement du siège 11, comme représenté sur la figure I en cas d'extension du piston 32. Ainsi, lorsque la température du vérin 31 dépasse la température seuil d'ouverture de la soupape, le circuit de refroidissement du moteur est ouvert, et le fluide de refroidissement s'écoule par le passage annulaire défini entre le siège 11 et le clapet 20 comme illustré sur la figure 2 annexée par les flêches référencées 60. Les soupapes thermostatiques connues du type représenté sur les figures 1 et 2 annexées ont déjà rendu de grands services. Elles ne donnent cependant pas totalement satisfaction. En effet, il n'est pas rare que les vérins thermosensibles 30 soient déficients, c'est-à-dire que le piston 32 reste bloqué à l'état rétracté à l'intérieur du cylindre 31. Un tel blocage du piston 32 peut être dû par exemple à une fuite de la cire dilatable 33. Dans le cas d'un tel blocage la soupape reste définitivement à l'état fermé. Il en résulte que le liquide de refroidissement ne circule plus. La température du moteur peut alors augmenter très rapidement et entraîner des déteriorations irréversibles d'organes vitaux du moteur, tels que joints, culasse ou autres. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients de la technique antérieure. Elle propose à cet effet une soupape thermostatique pour circuit de refroidissement de moteur à combustion interne de véhicule automobile du type comprenant - un corps définissant un siège annulaire, - un clapet apte à reposer contre le siège pour fermer la soupape, et - un vérin thermosensible apte à déplacer le clapet en éloignement du siège lorsque la température du vérin devient supérieure à un seuil, caractérisé par le fait que l'un au moins du clapet ou du corps est muni d'au moins un passage traversant, et qu'il est prévu un bouchon fusible obturant chaque passage et conçu pour fondre à une température supérieure audit seuil. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels - les figures 1 et 2 précédemment décrites représentent, selon des vues en coupe axiale, une soupape thermostatique connue, respectivement en position fermée et en position ouverte, - la figure 3 représente une vue en coupe axiale similaire d'une soupape thermostatique, en position fermée, conforme à une première variante de réalisation de la présente invention, - la figure 4 représente une vue en coupe axiale similaire de la même soupape thermostatique conforme à la première variante de réalisation de la présente invention, en position d'ouverture normale, - la figure 5 représente une vue en coupe axiale similaire de la soupape thermostatique conforme à la première variante de la présente invention, dans l'état obtenu en cas de dépassement de la température seuil résultant d'une déficience du vérin thermostatique, - la figure 6 représente une vue en coupe axiale d'une soupape thermostatique conforme à une seconde variante de réalisation de la présente invention, en position fermée, - la figure 7 représente une vue en coupe axiale similaire de la soupape thermostatique conforme à la seconde variante de réalisation de la présente invention dans l'état obtenu après dépassement du seuil de température occasionné par la déficience du vérin thermostatique, - la figure 8 représente une vue en coupe axiale similaire d'une soupape thermostatique conforme à une troisième variante de réalisation de la présente invention, et - la figure 9 représente une vue en coupe axiale similaire d'une soupape thermostatique conforme à une quatrième variante de réalisation de la présente invention. On va tout d'abord décrire le mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 5. La soupape thermostatique conforme à la présente invention représentée sur les figures 3 à 5 annexées est centrée sur un axe O-O. Cette soupape comprend un corps 110 définissant un siège annulaire 111. Le corps 110 comprend d'une pièce une rondelle 112, une collerette 114 et un étrier 115. La rondelle 112 s'étend perpendiculairement à l'axe O-O et possède un alésage central 113 centré sur cet axe O-O. La collerette 114 est définie par emboutissage au niveau de la périphérie interne de la rondelle 112. La collerette possède ainsi une forme générale tronconique effilée vers l'avant en référence au sens de circulation du fluide de refroidissement. Le siège 111 est défini au niveau de la zone de jonction entre la collerette 114 et la rondelle 112, sur la face arrière de celle-ci. L'étrier 115 est placé sur l'avant de la collerette 114. L'étrier 115 se raccorde à la collerette 114 au niveau de deux points diamétralement opposés de celle-ci. Un cavalier 116 est fixé sur la face arrière de la rondelle 112, c'est-à-dire sur la face de la rondelle 112 opposée à la collerette 114 et à l'étrier 115. Le cavalier 116 comprend de préférence une bague 117 centrée sur l'axe O-O et prolongé vers l'avant par deux pattes 118, diamétralement opposées qui sont fixées sur la rondelle 112. Les pattes 118 peuvent être fixées sur la rondelle 112 à l'aide de tous moyens classiques appropriés, tels que par exemple par soudure. De préférence comme représenté sur les figures annexées, les pattes 118 sont fixées sur la rondelle 112 à l'aide de languettes 119 engagées dans des fenêtres complémentaires ménagées dans la rondelle 112, puis serties sur celle-ci. La soupape thermostatique représentée sur les figures 3 à 5 comprend également un clapet 120 et un vérin thermosensible 130. Le vérin thermosensible 130 est centré sur l'axe O-O. I1 comprend un cylindre borgne 131, un piston 132 et un volume de cire dilatable 133. Le volume de cire dilatable 133 est placé dans la chambre interne du cylindre 131, entre le fond de celle-ci et le piston 132. Ainsi, le piston 132 est déplacé à translation, selon l'axe O-O en fonction des fluctuations de volume de la cire dilatable 133 résultant de variations de température. L'extrémité avant 134 du piston 132 repose contre la surface arrière du sommet de l'étrier 115. L'extrémité arrière 136 est guidée dans la bague 117. De ce fait, lorsque le piston 132 est sollicité en extension vers l'extérieur du cylindre 131 suite à une dilatation de la cire dilatable 133 résultant d'une élévation de température, la tête 134 du piston 132 prenant appui sur l'étrier 115, le cylindre 131 est sollicité à déplacement vers l'arrière par rapport au corps 110. De façon comparable aux soupapes thermostatiques connues représentées sur les figures 1 et 2, la soupape thermostatique conforme à la présente invention représentée sur les figures 3 à 5 comprend un anneau 150 serti ou fixé par tous moyens équivalents sur la surface extérieure 137 de celui-ci, pour suivre les déplacements à translation, selon l'axe O-O, du cylindre 131. Le clapet 120 a la forme générale d'un disque engagé sur le cylindre 131, en arrière de l'anneau 150. Un ressort 140 engagé entre la surface avant de la bague 117 et la surface arrière du clapet 120 sollicite ce dernier contre le siège 111 pour fermer la soupape comme représenté sur la figure 3. On notera que selon le mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 5, le clapet 120 comprend différents passages traversants 121 équi-répartis autour de l'axe O-O. Ces passages traversants 121 sont obturés en fonctionnement normal par un bouchon fusible 170. Le bouchon fusible 170 est conçu pour fondre à une température supérieure à la température seuil d'ouverture normale de la soupape thermostatique. Ainsi, en cas de non ouverture normale de la soupape thermostatique, suite à un blocage du vérin 130, une circulation de fluide de refroidissement à travers la soupape, par l'intermédiaire des passages 121 est néanmoins autorisée dès fusion du bouchon 170. Plus précisément encore, selon le mode de réalisation particulier représenté sur les figures 3 à 5 le bouchon fusible 170 est formé d'un jonc annulaire unique. Le jonc 170 est immobilisé dans un repli 122 formé sur la périphérie extérieure du clapet 120 et sur la surface avant de celui-ci. Grâce à une telle disposition, le jonc fusible 170 n'est soumis à aucune force de sollicitation susceptible d'altérer sa température d'écoulement, par exemple par fluage. Le cas échéant le jonc fusible 130 pourrait être prévu sur la surface arrière du clapet 120. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 5, le clapet 120 repose sur le siège 111 par l'intermédiaire du repli 122 précité. L'homme de l'art comprendra aisément le fonctionnement de la soupape thermostatique conforme à la présente invention à l'examen comparé des figures 3, 4 et 5. Comme indiqué précédemment la soupape thermostatique est représentée en position fermée, le clapet 120 reposant contre le siège 111, sur la figure 3. Cet état correspond à une température inférieure à la température seuil d'ouverture. La même soupape thermostatique est représentée en position ouverte normale sur la figure 4. Cet état correspond à l'état obtenu en cas de dépassement de la température seuil d'ouverture. Comme indiqué précédemment lors du recul du cylindre 131 résultant d'une dilatation de la cire 133, l'anneau 150 solidaire du cylindre 131 déplace le clapet 120 en éloignement du siège 111. Ce déplacement du clapet 120 s'accompagne d'une compression du ressort 140. Un passage annulaire est alors libéré entre le clapet 120 et le siège 111 pour permettre l'écoulement normal de fluide de refroidissement comme illustré schématiquement sur la figure 4 sous les flêches référencées 160. En cas de non fonctionnement du vérin thermosensible 130, le bouchon 170 est éliminé dès que sa température de fusion est atteinte pour libérer les passages traversant 121. Le fluide de refroidissement peut alors s'écouler par ce passage 121, comme représenté schématiquement sur la figure 5 sous les flêches référencées 161 pour autoriser à nouveau un refroidissement correct du moteur par circulation du fluide de refroidissement. Le clapet 120 représenté sur les figures 3 à 5 annexées présentent une section droite ondulée pour servir de support de centrage du ressort 140 et se centrer lui-même sur l'anneau 150. Bien entendu le clapet 120 n'est pas limité à la forme de réalisation particulière représentée sur ces figures. On notera que selon le mode de réalisation particulier représenté sur les figures 3 à 5, les passages traversant 121 sont ménagés dans une partie de clapet 120 s'étendant généralement perpendiculairement à l'axe O-O. Les passages traversant 121 représentés sur les figures 3 à 5 ont ainsi leurs axes sensiblement perpendiculaires à l'axe O-O précité. Bien entendu la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation particulier qui vient d'être décrit en regard des figures 3 à 5, mais s'étend à toutes variantes conformes à son esprit. Ainsi par exemple comme représenté sur la figure 6 le jonc annulaire fusible 170 précité peut être remplacé par des bouchons fusibles rivetés 171 obturant chaque passage traversant 121 tant que leur température de fusion n'est pas atteinte. Comme représenté sur la figure 7 ces bouchons rivetés 171 sont éliminés pour autoriser la circulation du fluide de refroidissement à travers les passages 121 en cas de dépassement de leur température de fusion. Selon encore d'autres variantes représentées sur les figures 8 et 9 les passages 121 ménagés dans le clapet 120 peuvent être prévus au niveau de partie du clapet 120 cylindrique de révolution autour de l'axe O-O, le bouchon fusible étant alors formé de manchons 172 ou 173 placés sur la surface interne ou externe du cylindre ajouré de clapet. Le fonctionnement des modes de réalisation représenté sur les figures 6 à 9 reste identique à celui de la première variante représentée sur les figures 3 à 5. I1 est important de noter que dans toutes les variantes de réalisation conformes à la présente invention, les bouchons fusibles 170, 171, 172 et 173 ne sont soumis à aucune sollicitation mécanique apte à modifier leur température d'élimination. Selon les diverses variantes de réalisation représentées sur les figures 3 à 9 le bouchon fusible conforme à la présente invention est conçu pour obturer les passages traversants réalisés dans le clapet 120. En variante, on peut bien entendu prévoir de réaliser des passages traversants dans le corps 110 en remplacement des passages 121 ménagés dans le clapet 120, ou en complément de ceux-ci, ces derniers passages étant bien entendu associés à un bouchon fusible. REVENDICATIONS 1. Soupape thermostatique pour circuit de refroidissement de moteur à combustion interne de véhicule automobile du type comprenant - un corps (110) définissant un siège annulaire (111), - un clapet (120) apte à reposer contre le siège (111) pour fermer la soupape, et - un vérin thermosensible (130) apte à déplacer le clapet (120) en éloignement du siège (111) lorsque la température du vérin thermosensible (130) devient supérieure à un seuil, caractérisée par le fait que l'un au moins du clapet (120) ou du corps (110) est muni d'au moins un passage traversant (121) et qu'il est prévu un bouchon fusible (170, 171, 172, 173) obturant chaque passage (121) et conçu pour fondre à une température supérieure audit seuil. 2. Soupape thermostatique selon la revendication I, caractérisée par le fait qu'au moins un passage traversant (121) est ménagé dans le corps (110). 3. Soupape thermostatique selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'au moins un passage traversant (121) est ménagé dans le clapet (120). 4. Soupape thermostatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le bouchon fusible est formé d'un jonc annulaire (170) placé en regard de différents passages traversants (121) équi-répartis autour de l'axe (O-O) de la soupape. 5. Soupape thermostatique selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le jonc fusible (170) est placé dans un repli annulaire prévu sur le clapet (120). 6. Soupape thermostatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'il comprend au moins un bouchon 171 riveté sur un passage traversant pour obturer celui-ci avant fusion du bouchon. 7. Soupape thermostatique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que le bouchon fusible est formé d'un manchon (172, 173). 8. Soupape thermostatique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée par le fait qu'un ressort (140) sollicite le clapet (120) à la fermeture. 9. Soupape thermostatique selon l'une des revendications I à 8, caractérisée par le fait que le vérin thermosensible est un vérin (130) à cire dilatable.