Brevet FR2934692A1 — publié le 20100205

ENSEMBLE POUR ELEMENT THERMOSTATIQUE ET ELEMENT THERMOSTATIQUE COMPRENANT UN TEL ENSEMBLE La présente invention concerne un ensemble pour élément thermostatique ainsi qu'un élément thermostatique comprenant un tel ensemble. Dans de nombreuses applications du domaine fluidique, notamment pour le refroidissement de moteur thermique de véhicules, des vannes thermostatiques sont utilisées pour répartir un fluide entrant dans différentes voies de circulation, en fonction de la température de ce fluide. Ces vannes sont qualifiées de � thermostatiques � dans le sens où le déplacement de leur(s) obturateur(s) interne(s) est commandé par un élément thermostatique, c'est-à-dire un élément qui comprend une coupelle contenant une matière thermodilatable et un piston déplaçable en coulissement par rapport à la coupelle sous l'action de la matière thermodilatable lorsque celle-ci se dilate et se contracte. Pour répartir le fluide en fonction d'autres paramètres, notamment des conditions extérieures à la vanne comme la température ambiante ou la charge du véhicule propulsée par le moteur équipé de la vanne, il est connu de prévoir des moyens de chauffage électriques de la matière thermodilatable contenue dans la coupelle de l'élément thermostatique. De tels moyens de chauffage permettent de piloter la vanne depuis l'extérieur de la vanne, indépendamment ou en complément de la température du fluide entrant, notamment au moyen d'un calculateur embarqué dans le véhicule et programmé de façon appropriée. Ces moyens de chauffage électriques, constitués par exemple d'une résistance chauffante, se doivent d'être alimentés en électricité. Pour ce faire, il est connu d'agencer la résistance chauffante à l'intérieur du piston de l'élément thermostatique. Ainsi, par exemple en immobilisant le piston par rapport au boîtier externe de la vanne, l'alimentation électrique de la résistance provoque une montée en température de la matière, ce qui entraîne sa dilatation. Par la suite, la coupelle de l'élément thermostatique coulisse autour du piston fixe, un obturateur étant porté par cette coupelle pour agir sur la circulation du fluide dans la vanne. Un tel ensemble faisant office de piston subit donc des efforts axiaux, c'est-à-dire selon la direction de déplacement relatif du piston. Les ensembles de l'art antérieur comprennent généralement une cartouche de forme allongée destinée à chauffer la matière dilatable. Les moyens de chauffage électriques sont disposés à l'intérieur de cette cartouche. Pour alimenter électriquement ces moyens de chauffage, l'ensemble comprend en outre une embase de connecteur et un ou plusieurs connecteurs, munis de broches de contact électrique mâles qui sont accessibles depuis l'extérieur du connecteur par un organe externe d'alimentation électrique. Pour conduire le courant depuis la broche jusqu'aux moyens de chauffage, l'ensemble comprend des conducteurs électriques, tels que des fils métalliques. La cartouche, notamment lorsqu'elle fait office de piston, transmet les efforts qu'elle subit au connecteur, qui est immobilisé par rapport au boîtier de la vanne. Dans ces conditions, la liaison mécanique, et donc électrique, entre la cartouche et le connecteur peut s'avérer défaillante en fonction des efforts subis. Par ailleurs, l'opération consistant à solidariser les conducteurs électriques sur chacune des broches, par soudage ou par sertissage, s'avère délicate. Ces opérations rendent le procédé de fabrication de l'ensemble complexe et coûteux. Le but de la présente invention est de prévoir un ensemble disposant de facilités de connexion avec une source de courant extérieure à l'ensemble, tout en étant résistant et aisément industrialisable. A cet effet, l'invention a pour objet un ensemble pour un élément thermostatique, comprenant : - une cartouche, adaptée pour chauffer une matière thermodilatable, - des moyens de chauffage électriques, disposés à l'intérieur de la cartouche et munis d'au moins un fil de conduction d'un courant électrique fourni par une source de courant externe, - une embase de connecteur, adaptée pour être solidaire de la cartouche, et - au moins un connecteur, adapté pour être fixé dans l'embase et pour être relié, à la fois, à la source de courant et au fil, caractérisé en ce que le ou chaque connecteur est un élément femelle délimitant un premier logement de réception d'un plot mâle de la source de courant. Grâce à l'ensemble selon l'invention, l'utilisateur dispose d'un ensemble facilement adaptable à une source de courant externe et disposant d'une résistance mécanique satisfaisante, tout en étant réalisé par un procédé de fabrication économique. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'ensemble conforme à l'invention, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - le ou chaque connecteur comprend un premier organe élastiquement déformable entre une première configuration dans laquelle le premier logement du connecteur ne reçoit pas le plot, de telle sorte que le mouvement du premier organe n'est pas contraint par le plot, et une deuxième configuration dans laquelle le premier logement du connecteur reçoit le plot, de telle sorte que le premier organe est pincé entre le plot et le fil lorsque ce dernier est reçu dans un deuxième logement du connecteur ; - le premier organe se présente sous la forme d'une lame dont la partie centrale est munie de deux coudées d'orientation opposée ; - le connecteur comprend un moyen d'obstruction du deuxième logement, adapté pour empêcher l'insertion du plot mâle dans le deuxième logement ; - le premier logement définit un axe central suivant lequel le plot est introduit dans son logement ; - l'embase comprend un ou des logements, adapté(s) pour recevoir le ou chacun des connecteurs ; - le connecteur comprend un deuxième organe élastiquement déformable, adapté pour s'engager en butée avec une partie de l'embase, une fois que le connecteur est reçu dans le logement correspondant ; - l'embase comprend une ouverture latérale, adaptée pour permettre un accès à le ou chaque connecteur ; - l'ensemble comprend, en outre, un joint disposé autour de la zone de solidarisation entre l'embase et la cartouche, et avantageusement autour de la zone de fixation entre l'embase et le connecteur. L'invention a également pour objet un élément thermostatique caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble tel qu'exposé ci-dessus et une coupelle contenant une matière thermodilatable à même d'être chauffée par la cartouche de l'ensemble. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la figure 1 est une vue de face d'un ensemble selon la présente invention ; - la figure 2 est une coupe, selon le plan II représenté à la figure 1, d'une partie de l'ensemble ; - la figure 3 est une vue en perspective de l'ensemble avant son assemblage ; - la figure 4 est une vue de côté d'une embase de l'ensemble ; - la figure 5 est une coupe selon le plan V de la figure 4 ; - la figure 6 est une vue de dessus selon la flèche VI de la figure 4 ; - la figure 7 est une vue de face d'un connecteur de l'ensemble ; - la figure 8 est une coupe selon le plan VIII de la figure 7. Les figures 1 à 3 représentent un ensemble 1, comprenant une cartouche allongée 2 dans laquelle sont disposés des moyens de chauffage électriques. Ces moyens sont munis de deux fils 6 sortant de la cartouche 2. A titre d'exemple, les fils sont constitués d'acier inoxydable. La cartouche 2 est de forme tubulaire à section circulaire, de telle sorte qu'elle puisse aisément être insérée, par exemple, dans un piston d'un élément thermostatique. A titre de variante, cette cartouche fait directement office de piston. L'ensemble 1 comprend également une embase de connecteur 8 venant se fixer solidairement à la cartouche 2. L'embase 8 dispose de deux logements 81 et 82 dans lesquels sont insérés respectivement deux connecteurs 101 et 102. L'ensemble 1 comprend, en outre, un joint 12 englobant la zone de solidarisation entre l'embase 8 et la cartouche 2, ainsi que la zone de contact entre l'embase 8 et chaque connecteur 101, 102. L'embase 8, représentée sur les figures 4 à 6, est de forme globalement cylindrique à section circulaire. L'embase 8 comprend les deux logements 81 et 82 adaptés pour recevoir les deux connecteurs 101 et 102, représentés notamment sur la figure 3. Au fond des deux logements 81 et 82, sont disposés deux trous 83 et 84, adaptés pour permettre le passage des deux fils 6 de la cartouche 2. L'embase 8 comprend, en outre, un corps inférieur 85 adapté pour s'encastrer dans la cartouche 2. A titre d'exemple, l'embase 8 peut être constituée de matériaux thermoplastiques. Les connecteurs 101 et 102, représentés sur les figures 7 et 8, comprennent chacun deux logements 101 et 102 disposés de manière longitudinale le long du connecteur. Le logement 101 définit un axe central X-X. Ces deux logements constituent des trous traversants. De plus, ils sont séparés par un organe 103 élastiquement déformable, ici sous la forme d'une lame. Le logement 102 est destiné à recevoir le fil 6 de la cartouche 2. La première extrémité de ce logement 102 est obturée par une partie extrême 1031 de la lame 103, formant une coudée orientée à 90° depuis une partie centrale 1032 de la lame 103. On évite ainsi d'insérer, dans ce logement 102, un plot mâle 14 venant d'une source électrique extérieure, par exemple. La partie centrale 1032 de la lame 103 définit une ondulation. Cette partie 1032 comprend notamment deux coudées d'orientation opposée. Les connecteurs 101 et 102 comprennent également chacun une languette élastiquement déformable 105 disposée sur l'une de ces parois. Ils sont chacun munis d'un logement 106 adapté pour recevoir la languette 105. Sur la figure 8, la languette 105 se trouve hors de son logement 106. Cette configuration correspond à une configuration d'équilibre, dans laquelle aucune contrainte extérieure n'est appliquée sur la languette 105. On retrouve cette configuration de repos une fois que le connecteur a été inséré dans l'embase 8, comme représenté sur la figure 2. Le fait que la languette 105 soit hors de son logement 106 dans cette configuration permet d'obtenir un verrouillage automatique du connecteur dans l'embase 8. En effet, l'extrémité de la languette 105 est en butée contre une partie de l'embase 8. On empêche ainsi une sortie intempestive du connecteur de son logement. Dans une deuxième configuration dite d'introduction des connecteurs 101 et 102 dans l'embase 8, la languette 105 se place dans son logement 106 du fait de la force appliquée par une partie de l'embase sur la languette. Les connecteurs 101 et 102 sont alors en cours d'introduction respectivement dans chacun de leur logement de l'embase 8. Un plot mâle 14, représenté sur les figures 1 à 3, est destiné à être inséré dans le logement 101 dans le sens de la flèche FI représentée sur les figures 3 et 8. La connexion est qualifiée d'axiale puisqu'elle s'effectue de manière parallèle à l'axe X-X. Le fait que les connecteurs 101 et 102 soient des éléments femelles permet de faciliter leur connexion à une source de courant externe, non représentée sur les figures, et munie de plots mâles. A titre d'exemple, les plots peuvent être constitués de cuivre disposant d'une couche de protection à base d'étain ou de nickel. Le plot 14 peut avoir une section carrée ou rectangulaire, dont la longueur peut varier de préférence entre 0,64 mm et 1,00 mm et la largeur entre 0,64mm et 0,80 mm. Dans une première configuration dite déconnectée, le plot 14 n'est pas inséré dans le logement 101 du connecteur. La lame 103 ne subit donc que la contrainte du fil 6 inséré dans le logement 102. Dans une deuxième configuration dite connectée, le plot 14 est inséré dans le logement 101. Ainsi, une contrainte s'applique sur la lame 103 qui est pincée entre le fil 6 et le plot 14. La lame 103 se déforme alors en atténuant son ondulation. L'angle formé par chacune des deux coudées tend vers une valeur de 180°. Ce pincement de la lame 103 permet de s'assurer que le plot 14 reste en position de connexion. Une fois cette opération de connexion réalisée, un courant électrique peut circuler entre la source électrique externe et les moyens de chauffage électriques. Ainsi, la cartouche 2, faisant office de piston, peut chauffer une matière, telle qu'une cire, dilatable et contractile, selon le sens de variation de sa température, disposée dans une coupelle, non représentée, d'un élément thermostatique. Avantageusement, l'embase 8 est munie d'une ouverture radiale 86 permettant d'accéder, au moins visuellement, à la languette 105 des connecteurs 101 et 102. Ainsi, cette ouverture 86 permet de définir une zone de contrôle électrique, accessible de l'extérieur. Grâce à cette ouverture, il peut également être prévu une connexion radiale. Egalement à titre avantageux, l'ouverture radiale 86 peut coopérer avec un système de verrouillage d'un boîtier de vanne, ce système bloquant alors tout mouvement relatif de l'ensemble 1 par rapport à ce boîtier. Avantageusement, les logements 81 et 82 ont une forme particulière obligeant l'opérateur à insérer les connecteurs 101 et 102 avec une orientation prédéfinie. La géométrie du joint 12 est adaptable à tout type d'ensemble 1 et n'est donc pas limitée à la forme présentée sur les figures 1 à 3. A titre de variante non représentée, l'embase du connecteur 8 peut disposer d'un corps inférieur 85 coudé à 90°. Ainsi une connexion perpendiculaire à l'axe X-X peut être envisagée. Une telle connexion est qualifiée de radiale. A titre d'exemple non limitatif, un procédé de fabrication d'un ensemble 1 consiste, dans un premier temps, à insérer les connecteurs 101 et 102 dans les logements respectifs 81 et 82 de l'embase 8. Ce premier sous-ensemble est ensuite fixé sur la cartouche 2 par l'intermédiaire des fils 6 qui sont insérés dans les trous 83 et 84. Le joint d'étanchéité 12 est ensuite disposé sur l'ensemble 1. A titre de variante, il peut être prévu de solidariser le sous-ensemble à la cartouche 2 en effectuant une compression interne du tube de la cartouche sur la périphérie du corps inférieur 85.15 REVENDICATIONS1.- Ensemble (1) pour un élément thermostatique, comprenant : - une cartouche (2), adaptée pour chauffer une matière thermodilatable, - des moyens de chauffage électriques, disposés à l'intérieur de la cartouche et munis d'au moins un fil (6) de conduction d'un courant électrique fourni par une source de courant externe, - une embase de connecteur (8), adaptée pour être solidaire de la cartouche, et - au moins un connecteur (101, 102), adapté pour être fixé dans l'embase et pour être relié, à la fois, à la source de courant et au fil, caractérisé en ce que le ou chaque connecteur (101, 102) est un élément femelle délimitant un premier logement (101) de réception d'un plot mâle (14) de la source de courant. 2.- Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ou chaque connecteur (101, 102) comprend un premier organe (103) élastiquement déformable entre une première configuration dans laquelle le premier logement (101) du connecteur ne reçoit pas le plot (14), de telle sorte que le mouvement du premier organe n'est pas contraint par le plot, et une deuxième configuration dans laquelle le premier logement du connecteur reçoit le plot, de telle sorte que le premier organe est pincé entre le plot et le fil (6) lorsque ce dernier est reçu dans un deuxième logement (102) du connecteur. 3.- Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que le premier organe (103) se présente sous la forme d'une lame dont la partie centrale (1032) est munie de deux coudées d'orientation opposée. 4.- Ensemble selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le connecteur (101, 102) comprend un moyen d'obstruction (1031) du deuxième logement (102), adapté pour empêcher l'insertion du plot mâle (14) dans le deuxième logement. 5.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier logement (101) définit un axe central (X-X) suivant lequel le plot (14) est introduit dans son logement. 6.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase (8) comprend un ou des logements (81, 82), adapté(s) pour recevoir le ou chacun des connecteurs (101, 102). 7.- Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que le connecteur (101, 102) comprend un deuxième organe élastiquement déformable (105), adapté pour s'engager en butée avec une partie de l'embase (8), une fois que le connecteur est reçu dans le logement correspondant (81, 82). 8.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'embase (8) comprend une ouverture latérale (86), adaptée pour permettre un accès à le ou chaque connecteur (101, 102). 9.- Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un joint (12) disposé autour de la zone de solidarisation entre l'embase (8) et la cartouche (2), et avantageusement autour de la zone de fixation entre l'embase et le connecteur (101, 102). 10.- Élément thermostatique, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes et une coupelle contenant une matière thermodilatable à même d'être chauffée par la cartouche (2) de l'ensemble.