Brevet FR2774423A1 — publié le 19990806

L'invention a trait à un boîtier de dérivation pour la circulation d'un fluide caloporteur dans un moteur à combustion interne. Un tel boîtier, couramment dénommé "boîtier thermostatique", a pour fonction d'assurer une montée rapide en température du bloc-moteur d'un moteur à combustion interne en réalisant un circuit de régulation en température du moteur le plus court possible lorsque le moteur est froid, notamment au démarrage par court-circuitage du circuit de chauffage de l'habitacle du véhicule. Cette fonction de court-circuitage séquentiel est réalisée par une capsule thermostatique, généralement réalisée à base de cire, qui provoque l'ouverture du circuit de chauffage, condamné au démarrage, après l'obtention d'une température prédéterminée du fluide caloporteur. Les boîtiers recevant une capsule thermostatique sont généralement réalisés en alliage léger, par exemple en aluminium. La capsule est immobilisée par pincement entre un corps du boîtier et un couvercle, ces deux éléments étant assemblés par vissage ou sertissage. Or, il importe qu'un tel boîtier soit complètement étanche, car une fuite du liquide caloporteur à l'extérieur d'un tel boîtier induit des risques de destruction du moteur par surchauffe. Dans le cas des boîtiers métalliques, l'étanchéité recherchée nécessite l'interposition d'un joint entre le corps et le couvercle, ce qui majore d'autant le prix de revient de ce matériel sans garantir une parfaite étanchéité du fait des tolérances de fabrication et/ou des erreurs de montage qui ne peuvent pas être exclues. La réalisation du corps et du couvercle du boîtier en un matériau thermoplastique peut permettre leur assemblage grâce à une soudure par friction, par ultrasons ou par vibrations. Cette conception constitue donc un progrès par rapport au boîtier métallique. Cependant, elle impose une opération de soudure qui doit être réalisée avec soin et contrôlée, ce qui majore le prix de revient d'un boîtier et ne permet pas de garantir une étanchéité complète dans toutes les configurations, de sorte que le boîtier doit être rangé, en particulier en ce qui concerne les aspects normatifs, dans la catégorie des dispositifs susceptibles de fuir, donc devant être contrôlés avec le plus grand soin. C'est à ces inconvénients qu'entend plus particulièrement remédier l'invention, en proposant un boîtier de dérivation dont il peut être assuré en permanence qu'il présente une étanchéité parfaite au niveau de la capsule thermostatique. Dans cet esprit, l'invention concerne un boîtier de dérivation pour la circulation d'un fluide caloporteur dans un moteur à combustion interne, ce boîtier comprenant une capsule thermostatique apte à obturer sélectivement un conduit du boîtier en fonction de la température du fluide, caractérisé en ce que le corps principal du boîtier et le conduit sont réalisés de façon monobloc dans une unique pièce en matière plastique, la capsule étant immobilisée dans le conduit par au moins un élément rapporté à l'intérieur de ce conduit. Grâce à l'invention, il ne peut pas exister de fuite au niveau de la capsule thermostatique, c'est-à-dire de la zone de raccordement entre le conduit et le corps principal du boîtier, dans la mesure où ces éléments sont réalisés par une unique pièce, ce qui correspond à une continuité parfaite de la matière. L'élément rapporté dans le conduit est installé dans celui-ci après mise en place de la capsule thermostatique, ce qui permet de la maintenir en position. Selon un premier aspect avantageux de l'invention, le boîtier comprend une bague rapportée à l'intérieur du conduit, cette bague formant un siège, de diamètre réduit par rapport à celui de la bague, pour la capsule. Cette bague constitue en fait un élément d'immobilisation de la capsule dans le conduit. Selon des variantes de réalisation de l'invention, la bague peut être vissée, collée ou soudée dans le conduit. On peut également prévoir quelle est immobilisée dans ce conduit par une ou plusieurs rondelles élastiques. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le conduit est coiffé par un tuyau de circulation du fluide caloporteur, un collier de serrage du tuyau sur le conduit étant disposé autour du tuyau au niveau de la bague. Ceci permet d'obtenir une force d'immobilisation supplémentaire de la bague dans le conduit grâce à l'effort de serrage du tuyau sur le conduit par le collier. On peut prévoir que la bague comprend une partie centrale d'appui d'un élément de référence de la capsule. Ainsi, la bague est apte à créer une force de réaction sur la capsule, en réponse à la dilatation de cette dernière en fonction de la température du fluide caloporteur. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le boîtier comprend une rondelle d'étanchéité portée par la capsule et apte à venir en appui contre le siège. Cette rondelle constitue le clapet de la vanne constituée par la capsule thermostatique et de la bague. Selon un autre aspect avantageux de l'invention, le conduit comprend une zone de diamètre réduit définie par une ou plusieurs nervures venues de moulage avec le boîtier. Ces nervures contribuent au positionnement adéquat de la capsule thermostatique. On peut en particulier prévoir que le boîtier comprend une coupelle en appui sur la ou les nervures, cette coupelle étant apte à recevoir des moyens de rappel élastique de la capsule en position fermée. Avantageusement, les moyens de rappel élastique sont formés par un ressort monté en compression entre la coupelle et la rondelle. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'un boîtier de dérivation conforme à son principe, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe schématique de principe d'un boîtier conforme à l'invention alors que le fluide caloporteur qu'il contient est à une première température et - la figure 2 est une vue de détail à plus grande échelle alors que le fluide caloporteur est à une seconde température supérieure à la première température. A la figure 1, un boîtier de dérivation 1 est inséré dans un circuit 2 de circulation d'un fluide caloporteur de refroidissement d'un bloc-moteur 3 d'un moteur à combustion interne. Le boîtier 1 comprend un conduit 4 d'entrée du fluide en provenance du bloc-moteur 3 et un conduit 5 de sortie du fluide en direction du bloc-moteur 3. Les conduits 4 et 5 sont venus de matière avec le corps principal 6 du boîtier 1. Aucun risque de fuite n'est donc à craindre au niveau du raccordement de ces conduits 4 et 5 au corps 6. Le corps 6 comprend également un logement 7 pour une sonde de température 8 permettant le contrôle de la température du fluide caloporteur dans le circuit. Un conduit 10 est prévu pour alimenter, à partir du corps 6, un circuit 11 d'alimentation d'un radiateur 12 pour le chauffage de l'habitacle du véhicule. Une capsule thermostatique 13 est disposée à l'intérieur du conduit 10 au plus près du corps 6. Conformément à l'invention, le corps 6 du boîtier 1 et le conduit 10 sont réalisés dans une même pièce en matière plastique, de sorte qu'aucun risque de fuite au niveau du raccordement du conduit 10 sur le corps 6 n'est à craindre. Le conduit 10 est pourvu, au niveau de son débouché dans le corps 6, de nervures ou rebords 14 venus de moulage avec l'ensemble du boîtier 1. Ces nervures 14 définissent une zone de diamètre d, réduit par rapport au diamètre intérieur D1 du conduit 10, ce qui leur permet de supporter une coupelle 15 dans laquelle est disposé un ressort de compression 16 autour de la capsule 13. Le nombre et la forme des nervures 14 dépendent des choix de conception. Selon un mode de réalisation non représenté de l'invention, les nervures 14 peuvent, notamment, être disposées verticalement sur la surface interne du corps 6 en étant réparties autour du débouché du conduit 10. Cette configuration présente l'avantage supplémentaire de limiter les pertes de charge créées par les nervures 14 et la coupelle 15. Dans sa partie supérieure, la capsule 13 porte une rondelle 17 contre laquelle vient en appui l'extrémité du ressort 16 opposée à celle qui repose dans la coupelle 15. Cette construction permet donc de supporter la capsule 12 en limitant son déplacement vers l'intérieur du corps principal 6. Une bague 18 est vissée à l'intérieur du conduit 10 grâce à un filetage externe 19 coopérant avec un filetage interne 20 du conduit 10. Cette bague 18 porte un bourrelet interne 21 définissant une zone 22 de diamètre d réduit par rapport au diamètre intérieur D2 de la bague 18. Le bourrelet 21 forme un siège pour la rondelle 17 qui, dans la position de la figure 1, vient en appui contre ce bourrelet. La rondelle 17 est avantageusement réalisée en élastomère de façon à garantir une bonne étanchéité de la fermeture du conduit 10 dans la position de la figure 1. La bague 18 comprend également des pattes, dont trois sont visibles aux figures avec la référence 23 et qui définissent, au niveau de l'axe de symétrie XX' du conduit 10, une partie centrale 24 dans laquelle peut être reçue une tige 25 de la capsule 12. La partie centrale 24 est apte à exercer sur la tige 25 un effort de réaction à l'effort d'écartement généré par la capsule en cas d'élévation de température du fluide présent dans le corps 6. En effet, en cas d'élévation de la température du fluide, le nez ou bulbe 13a de la capsule 13 qui est en contact avec ce fluide perçoit cette élévation de température et la capsule 13 a tendance à s'expandre selon la direction de l'axe XX'. Comme la position de sa tige 25 est fixée par la partie centrale 24, le bulbe 13a de la capsule 13 est déplacé vers l'intérieur du corps principal 6, ce qui a pour effet de décoller la rondelle 17 du bourrelet 21 en ménageant une zone annulaire 26 de passage du fluide caloporteur, comme représenté par les flèches F à la figure 2. Ainsi, l'écoulement du fluide caloporteur vers le radiateur 12 a lieu tant que la capsule thermostatique 13 reste en position dilatée. Le circuit 11 est formé par un tuyau ou durite 27 prévu pour coiffer le conduit 10. Le conduit 10 porte un bourrelet 28 au niveau de son extrémité, ce bourrelet ayant pour fonction d'augmenter le serrage du tuyau 27 sur le conduit 10. Un collier 29 est prévu autour du tuyau 27 placé sur le conduit 10 au niveau de la bague 18. Ainsi, le serrage du collier 29 a pour effet d'immobiliser le tuyau 27 sur le conduit 10 et la bague 18 dans le conduit 10 par un effort de coincement dû à une compression centripète du conduit 10. L'invention a été présentée avec une bague 18 vissée à l'intérieur du conduit 10. I1 est cependant possible de prévoir d'autres moyens de fixation de cette bague dans ce conduit, notamment par soudage ou collage. I1 est également possible de prévoir que des rondelles élastiques ou clips métalliques viennent s'ancrer à l'intérieur du conduit 10 pour immobiliser la bague 18. Le boîtier de l'invention est réalisé en matière thermoplastique, ce qui le rend plus particulièrement attractif sur le plan économique. REVEND I CAT I ONS 1. Boîtier de dérivation pour la circulation d'un fluide caloporteur dans un moteur à combustion interne, ledit boîtier comprenant une capsule thermostatique apte à obturer sélectivement un conduit dudit boîtier en fonction de la température dudit fluide, caractérisé en ce que le corps principal (6) dudit boîtier (1) et ledit conduit (10) sont réalisés de façon monobloc dans une unique pièce en matière plastique, ladite capsule (13) étant immobilisée dans ledit conduit par au moins un élément (13-18) rapporté à l'intérieur dudit conduit. 2. Boîtier de dérivation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une bague (18) rapportée à l'intérieur dudit conduit (10), ladite bague formant un siège (21), de diamètre réduit (d,) 2) par rapport au diamètre (D2) de ladite bague, pour ladite capsule (13). 3. Boîtier de dérivation selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite bague (18) est vissée, collée ou soudée dans ledit conduit (10). 4. Boîtier de dérivation selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite bague (18) est immobilisée dans ledit conduit (10) par une ou plusieurs rondelles élastiques. 5. Boîtier de dérivation selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit conduit (10) est coiffé par un tuyau (27) de circulation dudit fluide caloporteur, un collier (29) de serrage dudit tuyau sur ledit conduit étant disposé autour dudit tuyau, au niveau de ladite bague (18). 6. Boîtier de dérivation selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite bague (18) comprend une partie centrale (24) d'appui d'un élément de référence (25) de ladite capsule (13). 7. Boîtier de dérivation selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une rondelle d'étanchéité (17) portée par ladite capsule (13) et apte à venir en appui contre ledit siège (21). 8. Boîtier de dérivation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit conduit (10) comprend une zone de diamètre réduit (d,) définie par une ou plusieurs nervure(s) (14) venue(s) de moulage avec ledit boîtier. 9. Boîtier de dérivation selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend une coupelle (15) en appui sur ladite ou lesdites nervure(s) (14), ladite coupelle étant apte à recevoir des moyens (16) de rappel élastique de ladite capsule (13) en position fermée. 10. Boîtier de dérivation selon les revendications 7 et 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel élastique sont formés par un ressort (16) monté en compression entre ladite coupelle (15) et ladite rondelle (17).