Brevet FR2675878A1 — publié le 19921030

La présente invention concerne une soupape thermostatique comportant un élément de travail thermo- statique dont le boîtier est pourvu d'un collet annulaire contre lequel s'appuie un plateau de soupape. Des soupapes thermostatiques de ce genre, qui sont utilisées notamment comme thermostats pour le fluide de refroidissement de dispositifs de refroi- dissement de véhicules automobiles, comportent des plateaux réalisés en tôle A cet égard, une tôle formée d'un matériau ne rouillant pas ou bien une tôle pourvue d'un revêtement en matière élastomère est utilisée. Ces plateaux de soupapes sont fixés par emmanchement sur le boîtier de l'élément de travail thermostatique. L'invention a pour but de diminuer le coût de fabrication d'une soupape thermostatique du type précité. Ce problème est résolu en ce que le plateau de soupape est réalisé en matière plastique et est maintenu en direction axiale et par conjugaison de formes sur le boîtier de l'élément de travail Un tel plateau de soupape peut être fabriqué d'une manière simple notamment comme une pièce moulée par injection et, du fait du matériau utilisé, déjà il ne rouille pas et ne nécessite aucune protection additionnelle contre la rouille L'utilisation d'un plateau de soupape formé de matière plastique est alors possible par le fait qu'une liaison est établie par conjugaison de formes entre le boîtier de l'élément de travail thermo- statique et le plateau de soupape Cette liaison par conjugaison de formes, réalisée avantageusement comme une liaison de blocage avec accrochage, permet d'obtenir de façon sûre que le plateau de soupape soit installé de façon permanente et sans se détacher du boîtier de l'élément de travail Cela ne serait pas possible au moyen d'un emmanchement car pratiquement toute matière plastique a tendance à fluer sous l'influence de la chaleur et d'une charge. Selon une autre particularité de l'invention, il est prévu qu'une paroi de délimitation de l'évidement en forme de rainure annulaire du plateau de soupape soit pourvue d'un biseau d'entrée Cela facilite la réalisation de la liaison de blocage avec accrochage entre le boîtier de l'élément de travail et le plateau de soupape. Selon une autre particularité de l'invention, il est prévu qu'une paroi de délimitation de l'évidement en forme de rainure annulaire du plateau de soupape soit pourvue d'au moins une fente orientée sensiblement axialement Il est ainsi possible de diviser cette paroi de délimitation en une ou plusieurs languettes élastiques qui permettent d'une manière simple la réali- sation de la liaison de blocage avec accrochage. Selon encore un autre aspect de l'invention, il est prévu que le contour intérieur de l'évidement en forme de rainure annulaire soit, dans une direction axiale, légèrement plus petit que le collet annulaire du boîtier Ainsi le plateau de soupape est maintenu par une surface d'appui constamment au moyen d'une force de précontrainte contre une surface antagoniste du boîtier de l'élément de travail de sorte qu'on est assuré d'une étanchéité au moins suffisante entre le plateau de soupape et le boîtier. Selon encore une autre particularité de l'in- vention, il est prévu que le plateau de soupape soit pourvu d'un logement de réception d'une bague élastique d'étanchéité faisant saillie du plateau Cette bague élastique d'étanchéité permet d'obtenir une étanchéité plus sûre entre le plateau de soupape et un siège de soupape, sans avoir à maintenir une très grande précision35 de fabrication aussi bien pour le plateau de soupape que pour le siège de soupape Selon un autre aspect, il est avantageusement prévu que la bague d'étanchéité soit maintenue par conjugaison de formes dans le loge- ment. 5 Selon encore une autre particularité de l'in- vention, il est prévu que le plateau de soupape soit pourvu d'au moins une butée située en retrait par rap- port à la bague d'étanchéité Cette butée limite la course maximale du plateau de soupape lors de la ferme- ture de la soupape et par conséquent la compression exercée sur la bague d'étanchéité On empêche ainsi que la bague d'étanchéité soit trop fortement compri- mée et par conséquent endommagée. Selon d'autres particularités de la soupape thermostatique conforme à l'invention: La fente au moins prévue dans la paroi de délimita- tion de l'évidement en forme de rainure annulaire du plateau de soupape s'étend jusque dans le fond de ladite rainure; le logement recevant la bague d'étanchéité comporte une surface d'appui qui dépasse supérieurement en direc- tion radiale, du milieu de la section de la bague d'étan- chéité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente en vue en coupe axiale un plateau de soupape pour une soupape thermostatique, dont l'élément de travail thermo- statique est seulement indiqué. Des soupapes thermostatiques sont utilisées dans les circuits de fluide de refroidissement de moteurs à combustion interne afin de maintenir la température du fluide de refroidissement, et par conséquent la température du moteur, à un niveau prédéterminé et d'atteindre ce niveau de température le plus rapide- ment possible Elles assurent la régulation de l'écou- lement du fluide de refroidissement entre le moteur à combustion interne et le radiateur au moyen d'un conduit de court-circuitage. Sur le dessin, le seul composant de la soupape thermostatique qui a été représenté par des lignes en trait mixte est un élément de travail thermostatique. Il comporte un boîtier 10, qui contient une matière dilatable en fonction de la température et dont la dilatation en fonction de la température produit un mouvement de sortie d'un piston de travail 11 hors du boîtier 10 Le piston de travail 11 s'appuie sur un contre-appui, non représenté, de telle sorte que, sous l'effet de son mouvement de sortie, le boîtier soit déplacé en opposition à la direction de sortie. Sur le boîtier 10 est fixé un plateau de soupape 12, auquel est associé un siège de soupape, non représenté. Sur le plateau de soupape 12 s'accroche un ressort de rappel, non représenté, qui est agencé sous la forme d'un ressort hélicoïdal entourant à distance le boîtier Ce ressort de rappel exerce une poussée sur le plateau de soupape 12, et par conséquent sur le boîtier , lorsque le fluide de refroidissement est froid, dans la position de fermeture pour laquelle le piston de travail 11 est rentré dans le boîtier 10. Le plateau de soupape 12 est réalisé en un matériau résistant à la chaleur, par exemple une ultra- amide Il est relié par conjugaison de formes avec le boîtier 10 de telle sorte que sa position par rapport au boîtier 10 ne change pas, également sous l'influence d'une charge et de la température. Le plateau de soupape 12 a une forme annulaire et comporte un évidement central 13 dont le contour intérieur est adapté au contour extérieur d'un collet annulaire 14 du boîtier 10 Ce collet annulaire 14 est situé dans une zone de l'extrémité ouverte du boîtier à partir de laquelle le piston de travail 11 peut sortir La zone du plateau de soupape qui est opposée au piston de travail 11 est agencée comme un appendice en forme de collerette qui contient une partie de l'évi- dement 13 en forme de rainure annulaire Cet évidement 13 en forme de rainure annulaire comporte un fond 15 sensiblement cylindrique, qui est adapté à une partie cylindrique du collet annulaire 14 Sur le côté opposé au piston de travail 11, il est prévu une surface d'appui 16 de forme tronconique, qui est également adaptée à une surface correspondante du collet annulaire 14. Il est prévu encore à la suite une collerette cylindrique 17, qui entoure le boîtier 10 en laissant subsister un léger espacement. Le fond 15 de la rainure annulaire 13 est suivi, du côté dirigé vers le piston de travail 11, par une autre paroi de délimitation 18 dont la surface intérieure est adaptée au contour tronconique d'une surface antagoniste du collet annulaire 14 du boîtier Cette paroi de délimitation 18 est pourvue de plu- sieurs fentes axiales 19 qui s'étendent jusque dans la zone du fond de rainure 15 Au moyen de ces fentes 19, la paroi de délimitation 18 est divisée en plusieurs parties en forme de languettes élastiques qui sont flexibles dans une direction radiale de sorte que cette paroi de délimitation 18 peut s'accrocher, avec expansion élastique, sur le collet annulaire 14 du boîtier 10. Le bord intérieur de la paroi de délimitation 18 est pourvu d'un biseau d'entrée 20 Le plateau de soupape est engagé, sur le côté opposé au piston de travail 11, sur le boîtier 10 et, lorsque le collet annulaire 14 est atteint, les parties en forme de languettes élastiques de la paroi de délimitation 18 sont pliées élastiquement vers l'extérieur Après atteinte de la position finale, ces parties de la paroi de délimitation 18 reviennent en arrière et s'accrochent sur le collet annulaire 14 du boîtier de manière à créer une liaison par conjugaison de formes La longueur axiale du fond de rainure 15 de l'évidement 13 est avantageusement inférieure d'une petite valeur à la longueur axiale de la partie cylindrique correspondante du collet annu - laire 14 du boîtier 10 On est ainsi assuré que les parties en forme de languettes élastiques de la paroi de délimitation 18 retiennent la surface 16 du plateau de soupape avec une précontrainte sur le collet annulaire 14 de façon à garantir une augmentation de l'effet d'étanchéité. Le plateau de soupape 12 est pourvu, dans une zone de sa surface extérieure d'étanchéité, associée à un siège de soupape non représenté, d'une bague élas- tique d'étanchéité 21, notamment d'une bague torique. Cette bague élastique d'étanchéité 21 est maintenue par conjugaison de formes dans un logement 22 en forme de rainure annulaire du plateau de soupape Le logement 22 en forme de rainure annulaire s'étend sur plus de la moitié de la section de la bague d'étanchéité 21 de sorte que celle-ci est maintenue de façon sure. Sur le côté opposé au piston de travail 11 et dans la zone o agit le ressort de rappel non représenté, la bague d'étanchéité est soutenue par une surface d'appui du plateau de soupape, qui s'étend vers l'exté- rieur au delà du milieu de la section de la bague d'étan- chéité 21 La limite 23, dirigée vers le piston de travail 11, du logement 22 du plateau de soupape 12 est agencée comme une butée qui s'applique, après que la bague d'étanchéité 21 a été comprimée de la valeur admissible prédéterminée, contre le siège de soupape et qui empêche ainsi une compression supplémentaire de la bague d'étanchéité 21 et par conséquent une des- truction de cette bague d'étanchéité 21. Une liaison par conjugaison de formes entre le plateau de soupape 12, réalisé en matière plastique, et le boîtier 10 de l'élément thermostatique de travail peut également être établie en formant le plateau de soupape 12, dans la zone de l'évidement 13, en deux parties, c'est-à-dire en une partie pouvant être amenée dans une zone, opposée au piston de travail 11, du collet annulaire 14 et en une partie de retenue en forme de couvercle, pouvant être placée du côté du piston de travail 11 Ces deux parties peuvent ensuite être emboîtées ou boulonnées ensemble ou bien être reliées l'une avec l'autre d'une autre manière A cet égard, il est également possible que seulement la partie du plateau de soupape 12, qui reçoit la bague d'étan- chéité 21, soit réalisée en matière plastique et que la partie de retenue en forme de couvercle soit fabri- quée en un autre matériau, par exemple comme une tôle élastique ou un étrier élastique en métal. REVENDICATIONS 1 Soupape thermostatique comportant un élément de travail thermostatique dont le boîtier est pourvu d'un collet annulaire contre lequel s'appuie un plateau de soupape, caractérisée en ce que le plateau de soupape ( 12) est réalisé en matière plastique et peut être fixé en direction axiale par conjugaison de formes sur le boîtier 10 de l'élément de travail. 2 Soupape thermostatique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau de soupape ( 12) comporte un évidement ( 13) en forme de rainure annulaire, s'accrochant par conjugaison de formes sur le collet annulaire ( 14) du boîtier ( 10). 3 Soupape thermostatique selon une des revendi- cations 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une paroi de délimitation ( 18) de l'évidement ( 13) en forme de rainu- re annulaire du plateau de soupape ( 12) est pourvue d'un biseau d'entrée ( 20). 4 Soupape thermostatique selon une des revendi- cations 1 à 3, caractérisée en ce qu'une paroi de délimi- tation ( 18) de l'évidement ( 13) en forme de rainure annulaire du plateau de soupape ( 12) est pourvue d'au moins une fente ( 19) orientée sensiblement axialement. Soupape thermostatique selon la revendication 4, caractérisée en ce que la fente ( 19) au moins prévue s'étend jusque dans le fond ( 15) de la rainure annulaire constituant l'évidement ( 13). 6 Soupape thermostatique selon une des revendi- cations 1 à 5, caractérisée en ce que le contour inté- rieur de l'évidement ( 13) en forme de rainure annulaire est, en direction axiale, légèrement plus petit que le collet annulaire ( 14) du boîtier ( 10). 7 Soupape thermostatique selon une des revendi- cations 1 à 6, caractérisée en ce que le plateau de soupape ( 12) est pourvu d'un logement ( 22) pour une bague élastique d'étanchéité ( 21) faisant saillie du plateau. 8 Soupape thermostatique selon la revendication 7, caractérisée en ce que la bague d'étanchéité ( 21) est maintenue par conjugaison de formes dans le logement ( 22). 9 Soupape thermostatique selon une des revendica- tions 7 ou 8, caractériséeen ce que le logement ( 22) comporte une surface d'appui qui dépasse supérieurement, en direction radiale, du milieu de la section de la bague d'étanchéité ( 21). Soupape thermostatique selon une des revendica- tions 7 à 9, caractérisée en ce que le plateau de soupape ( 12) est pourvu d'au moins une butée disposée en retrait par rapport à la bague d'étanchéité ( 21).