Brevet FR3015617A1 — publié le 20150626

"Vanne de commande de circulation avec moyen de guidage pour un jonc de segment d'étanchéité" L'invention concerne une vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide, en particulier pour un circuit de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention concerne une vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide, comprenant un corps de vanne dans une face de fixation duquel débouche un alésage axial borgne comportant une paroi de fond et une paroi périphérique dans laquelle débouchent au moins deux orifices latéraux. Ledit alésage reçoit un boisseau axialement rotatif apte à occuper au moins deux positions angulaires pour ouvrir/fermer lesdits orifices latéraux en fonction de sa position angulaire pour autoriser/interrompre la distribution du fluide au travers desdits orifices latéraux, ledit boisseau comportant un moyeu axial monté rotatif sur un fût axial qui s'étend à partir de la paroi de fond de l'alésage. Un segment d'étanchéité globalement en forme de portion angulaire d'enveloppe cylindrique entoure coaxialement le moyeu dont il est solidaire en rotation. Le boisseau comporte en outre un jonc formant ressort interposé entre les deux extrémités libres de ladite portion angulaire d'enveloppe cylindrique. Ledit jonc est apte à exercer un effort de rappel élastique transversal entre lesdites extrémités libres afin de déformer ledit segment radialement vers l'extérieur pour assurer un plaquage dudit segment d'étanchéité contre la paroi de l'alésage. Ledit jonc présente sensiblement la forme d'un U comportant une branche transversale de part et d'autre de laquelle sont agencées deux branches verticales parallèles qui sont fixées dans des gouttières de réception correspondantes du segment d'étanchéité qui s'étendent le long de bords verticaux des deux extrémités libres dudit segment d'étanchéité. On connaît déjà, d'après la demande de brevet internationale WO-A1-2005/124205, une vanne de commande de ce type que l'on peut qualifier aussi de "vanne rotative" étant donné que le boisseau tourne autour d'un axe de rotation et est reçu dans l'alésage aménagé dans le corps de vanne. Dans cette vanne de commande connue, l'alésage débouche dans une face de fixation du corps de vanne par l'intermédiaire d'un orifice axial qui constitue habituellement une voie d'entrée pour le fluide, tandis que les orifices latéraux constituent des voies de sortie pour le fluide, la distribution du fluide au travers des voies de sortie étant contrôlée en fonction de la position angulaire prise par le boisseau. Cette vanne de commande connue trouve une application particulière dans les circuits de refroidissement de moteurs thermiques de véhicules automobiles. Dans ce cas, l'orifice axial, formant entrée de fluide, est relié à une arrivée de fluide de refroidissement en provenance du moteur thermique, et au moins deux orifices latéraux, formant sortie de fluide, sont reliés respectivement à des branches correspondantes du circuit. Ce circuit comprend par exemple une première branche qui contient un radiateur de refroidissement du moteur, une deuxième branche qui constitue une dérivation du radiateur de refroidissement et une troisième branche qui contient un aérotherme pour le chauffage de l'habitacle. La vanne de commande décrite dans la demande WO-A1-2005/124205 comprend un boisseau comportant un moyeu entouré d'un segment d'étanchéité en forme de tronçon angulaire d'enveloppe cylindrique qui est par ailleurs solidaire en rotation dudit moyeu. Pour assurer une étanchéité satisfaisante du boisseau dans l'alésage, il est nécessaire que le segment d'étanchéité soit plaqué en permanence contre la paroi de l'alésage. A cet effet, un jonc formant ressort et présentant sensiblement la forme d'un U, généralement réalisé en fil d'acier à ressort, est interposé entre les deux extrémités libres de ladite portion angulaire d'enveloppe cylindrique. Le jonc comporte pour l'essentiel deux branches sensiblement verticales et parallèles, légèrement inclinées avant leur montage sur le boisseau et reliées par une branche transversale. L'extrémité libre de chaque branche verticale ainsi que l'extrémité de chaque branche verticale jointive de ladite branche transversale forment respectivement deux points d'appui du jonc. Les deux extrémités libres du segment comportent pour la réception du jonc des gouttières de réception des deux branches verticales du jonc.35 Un problème se pose lors de l'introduction des branches verticales du jonc dans les gouttières. En effet, il est particulièrement malaisé d'introduire les branches verticales du jonc perpendiculairement à la direction des gouttières, car l'élasticité nécessite alors de le compresser préalablement à l'introduction pour rapprocher ses branches verticales l'une de l'autre. Une solution consiste à introduire les deux branches verticales dans les gouttières de réception correspondantes suivant la direction axiale des gouttières. Néanmoins, l'introduction demeure malaisée du fait de la taille réduite des gouttières. L'invention remédie à cet inconvénient en proposant une vanne du type décrit précédemment comportant un moyen de guidage du jonc lors de son introduction. Dans ce but, l'invention propose un boisseau pour vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide, ledit boisseau comportant un segment d'étanchéité globalement en forme de portion angulaire d'enveloppe cylindrique apte à ouvrir/fermer de manière étanche des orifices latéraux du corps de la vanne en fonction de la position angulaire du boisseau pour autoriser/interrompre la distribution du fluide au travers desdits orifices latéraux, ledit boisseau comportant en outre un jonc formant ressort, notamment interposé entre deux extrémités libres dudit segment, ledit jonc étant apte à exercer un effort de rappel élastique permettant d'écarter lesdites extrémités libres l'une de l'autre. Selon l'invention, ledit segment, notamment un bord vertical de l'une de ses dites extrémités libres, comprend une première gouttière de réception d'une première branche verticale du jonc et une goulotte de guidage du jonc vers ladite gouttière de réception, ladite goulotte de guidage prolongeant axialement la gouttière de réception. La mise en place du jonc est ainsi facilitée, en particulier pour des segments présentant des extrémités libres de longueur différentes et/ou plus longues que la ou les branches verticales du jonc, selon la direction axial du boisseau. Selon d'autres caractéristiques de l'invention, qui pourront être prise ensemble ou séparément : - la première gouttière de réception s'étend entre une extrémité axiale du segment et une partie intermédiaire d'un bord vertical d'extrémité du segment, ladite goulotte de guidage étant agencée entre ladite partie intermédiaire et une extrémité axiale opposée du segment, pour guider ladite première branche du jonc vers ladite première gouttière de réception, - ladite gouttière de réception et/ou ladite goulotte de guidage sont ménagées en retrait radial des extrémités libres dudit segment d'étanchéité, notamment en retrait radial de leur bord vertical, - la goulotte de guidage délimite avec la première gouttière de réception une face transversale d'épaulement formant butée axiale pour une extrémité libre de la première branche verticale du jonc, afin de permettre l'encliquetage de ladite première branche verticale dans la première gouttière de réception après son introduction, - le jonc comporte une seconde branche verticale, - ledit jonc est sensiblement en forme de U et comporte une branche transversale de part et d'autre de laquelle sont agencées lesdites branches verticales, - ladite seconde branche verticale est reçue dans une seconde gouttière de réception, - ladite seconde gouttière de réception s'étend entre la même extrémité axiale du segment que la première gouttière de réception et l'extrémité axiale opposée libre du segment, - les première et seconde gouttières de réception sont sensiblement de même longueur, - le jonc est réalisé en un fil métallique dont chaque première ou seconde branche verticale présente une section cylindrique et chaque première ou seconde gouttière de réception est conformée en portion angulaire de cylindre de rayon correspondant, - la goulotte de guidage est conformée en portion angulaire de cylindre de rayon supérieur à celui de la première gouttière de réception, - une extrémité libre de la seconde branche verticale du jonc forme une partie de préhension permettant la saisie du jonc pour son introduction dans la goulotte de guidage et les gouttières de réception et/ou pour rapprocher les première et seconde branches verticales dudit jonc pour son extraction, - une extrémité libre de la seconde branche verticale du jonc est coudée pour former la partie de préhension, - l'extrémité libre coudée de la seconde branche verticale du jonc fait saillie hors de la seconde gouttière de réception et est en appui contre le segment pour former un arrêt axial du jonc, - le segment est réalisé en matériau plastique injecté et la goulotte de guidage et les gouttières de réception sont réalisées par moulage lors de la fabrication dudit segment. L'invention concerne aussi une vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide comprenant un boisseau tel que décrit plus haut. Ladite vanne pourra comprendre un corps de vanne dans une face duquel débouche un alésage axial borgne comportant une paroi de fond et une paroi périphérique dans laquelle débouchent au moins deux orifices latéraux, ledit alésage recevant ledit boisseau. Ladite branche transversale du jonc est avantageusement associée à la paroi de fond de l'alésage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une vanne selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de détail en perspective du segment de la vanne de la figure 1 ; 20 - la figure 3 est une vue en perspective des éléments intérieurs à l'alésage de la vanne de la figure 1. Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des 25 pièces identiques ou ayant des fonctions similaires. On a représenté à la figure 1 une vanne de commande 10 pour un circuit de circulation de fluide, notamment un circuit de circulation de liquide de refroidissement d'un véhicule automobile. 30 Une telle vanne 10 est par exemple destinée à être fixée à un bloc moteur d'un moteur du véhicule et à être reliée à différents organes du véhicule nécessitant une alimentation en liquide de refroidissement. 35 La vanne 10 comporte ici un corps de vanne 12 comportant une face 14 de fixation sur le bloc moteur associé (non représenté) du véhicule. La face 14 est par exemple une face rectifiée. Un alésage 16 axial borgne du corps 12 débouche dans la face 14. Comme l'illustrent la figure 1 et la figure 3 qui représente en particulier le détail des éléments intérieurs à l'alésage 16 de la vanne 10, l'alésage 16 comporte une paroi de fond 18 et une paroi périphérique 20 dans laquelle débouchent au moins deux orifices latéraux (non représentés) associés à des conduits de la vanne reliés à différents organes du véhicule. Ainsi, à titre d'exemple et de manière non limitative de l'invention, au moins deux orifices (non représentés) associés à des conduits 22, 24, visibles à la figure 1, débouchent dans la paroi périphérique 20 de l'alésage 16. Les conduits 22, 24 peuvent, de manière non limitative de l'invention, être associés à un radiateur de refroidissement du moteur, une dérivation du radiateur de refroidissement, ou encore un aérotherme pour le chauffage de l'habitacle du véhicule. La dérivation pourra comprendre d'autres échangeurs. L'alésage 16 reçoit un boisseau 26 monté axialement rotatif autour d'une direction axiale "A". Ce boisseau 26 est apte à occuper au moins deux positions angulaires pour ouvrir/fermer les orifices latéraux pour autoriser/interrompre la distribution du fluide au travers desdits orifices latéraux et par conséquent à travers les conduits 22, 24. La commande de la position angulaire du boisseau sera avantageusement configurée pour lui permettre d'occuper toutes positions angulaires voulues entre deux positions de fin de course. Comme l'illustre la figure 1, le boisseau 26 comporte pour l'essentiel un moyeu 28 et un segment d'étanchéité 30 en forme de portion angulaire d'enveloppe cylindrique, qui entoure ledit moyeu 28 et qui est solidaire en rotation dudit moyeu 28. A cet effet, de manière non limitative de l'invention, le moyeu 28 comporte un bras radial 32 dont une extrémité 34 est reçue dans une encoche 36 formée à la surface d'une périphérie interne 38 du segment 30. Ledit segment présente ainsi la forme d'un manchon, ouvert angulairement, ledit manchon étant relié audit bras radial 32. Le boisseau 26 comporte un jonc 40 formant ressort qui est interposé entre les deux extrémités libres 41, 43 de ladite portion angulaire d'enveloppe cylindrique. Le jonc 40 est apte à exercer un effort de rappel élastique transversal entre les extrémités libres 41, 43 afin de déformer le segment 30 radialement vers l'extérieur pour assurer un plaquage dudit segment 30 d'étanchéité contre la paroi 20 de l'alésage 16. Comme l'illustrent les figures 1 et 3, le jonc 40 présentant sensiblement la forme d'un U comportant une branche transversale 42 de part et d'autre de laquelle sont agencées deux branches verticales parallèles 44, 46 qui sont fixées dans des gouttières de réception correspondantes 48, 50 du segment d'étanchéité 30. Ladite branche transversale est située ici dans un plan orthogonal auxdites branches verticales. Les gouttières 48, 50, visibles en particulier à la figure 2, s'étendent le long de bords verticaux des deux extrémités libres 41, 43 du segment d'étanchéité 40. L'introduction des branches 44, 46 verticales du jonc 40 dans les gouttières 48, 50 est particulièrement délicate. En effet, il n'est pas approprié d'introduire les branches verticales 44, 46 du jonc perpendiculairement à la direction des gouttières 48, 50, car l'élasticité de la branche transversale 42 nécessiterait alors de compresser ladite branche 42 préalablement à l'introduction pour rapprocher les branches verticales 44, 46 l'une de l'autre. Il n'est pas non plus approprié d'insérer préalablement une des branches 44, 46 dans une gouttière correspondante, car il serait alors nécessaire de maintenir l'autre branche 46 ou 44 à l'aide d'un outil tel qu'une pince, qui risquerait d'endommager la gouttière associée à la branche 46 ou 44 restée libre lors de son introduction. Une solution consiste à introduire les deux branches verticales 44, 46 dans les gouttières 48, 50 de réception correspondantes suivant la direction axiale des gouttières parallèle à l'axe "A". Néanmoins, l'introduction demeure malaisée du fait de la taille réduite des gouttières 48, 50. Par ailleurs la position axiale du jonc 40 n'est pas indexée. L'invention remédie à ces inconvénients en proposant une vanne 10 du type décrit précédemment comportant un moyen 52 de guidage du jonc 40 lors de son introduction. A cet effet, l'invention propose une vanne 10 du type décrit précédemment et dans laquelle, ici, au moins une première branche verticale 44 du jonc 40 est reçue dans une première gouttière 48 de réception de longueur réduite correspondante qui s'étend entre une extrémité axiale 54 du segment associée à la paroi de fond 18 de l'alésage 20 et une partie intermédiaire 56 du bord vertical de l'extrémité 41 du segment. En outre, une goulotte de guidage 58 du segment vers la gouttière 48 de réception de longueur réduite, qui prolonge la gouttière 48 de réception de longueur réduite, est agencée entre ladite partie intermédiaire 56 et une extrémité libre 60 du bord vertical d'extrémité du segment 30 pour proposer un guidage de ladite première branche 44 du jonc 40 vers ladite première gouttière 48 de réception. Avantageusement, comme l'illustre la figure 2, la goulotte 58 de guidage délimite avec la première gouttière 48 de réception une face 62 transversale d'épaulement qui forme une butée axiale pour une extrémité libre 64 de la première branche verticale 44 du jonc 40, afin de permettre l'encliquetage de ladite première branche verticale dans la première gouttière 48 de réception après son introduction. Comme l'illustre la figure 3, le jonc 40 comporte une seconde branche verticale 46 qui est reçue dans une seconde gouttière de réception 46 qui s'étend elle aussi entre l'extrémité axiale 54 du segment associée à la paroi de fond 18 de l'alésage et une extrémité axiale opposée libre 68 du segment. Pour assurer une répartition uniforme des efforts exercés par le jonc 40, il est nécessaire que les branches verticales 44, 46 du jonc 40 soient sensiblement de même longueur. Il sera donc compris que dans cette configuration, les première et seconde gouttières 48,50 de réception sont sensiblement de même longueur. De ce fait, il sera également compris que le bord de l'extrémité libre 43 du segment 30 est plus court du côté de la seconde gouttière 50 de réception que du côté de la première gouttière de réception 48. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, sans que cette caractéristique soit limitative de celle-ci, le jonc 40 est réalisé en un fil métallique dont chaque première ou 35 seconde branches verticales 44, 46 présente une section cylindrique. Complémentairement, chaque première ou seconde gouttière 48, 50 de réception est conformée en portion angulaire de cylindre de rayon correspondant. Pour favoriser le guidage de la première branche 44 vers la première gouttière 48, la goulotte de guidage 58 est conformée en portion angulaire de cylindre de rayon supérieur à celui de la première gouttière 48 de réception. Cette configuration permet d'éviter l'immobilisation de la première branche 44 dans la goulotte 58 au cours de son introduction en limitant les points de contact entre la goulotte 58 et la première branche 44 du jonc 40. Avantageusement, une extrémité libre 66 de la seconde branche 46 verticale du jonc forme une partie de préhension permettant la saisie du jonc 40 pour son introduction dans la goulotte de guidage 58 et les gouttières 48, 50. Cette partie de préhension peut aussi permettre de rapprocher les première et seconde branches 44, 46 verticales dudit jonc 40 pour son extraction. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'extrémité libre 66 de la seconde branche verticale du jonc est coudée pour former la partie de préhension. Avantageusement, la partie 66 de préhension joue aussi un rôle d'immobilisation axiale. Comme l'illustre la figure 3, l'extrémité libre coudée de la seconde branche verticale du jonc fait saillie hors de la seconde gouttière de réception 50 et repose sur l'extrémité axiale libre 68 du segment pour former un arrêt axial du jonc 40. Une fois encliqueté le jonc 40 est donc immobilisé axialement dans les deux sens d'une part par la face d'épaulement 62 de la première gouttière 48 et par l'extrémité axiale libre 68 du segment 30. Les deux points d'appui ainsi formés par chaque branche verticale du jonc exercent un effort sur les gouttières de réception ménagées dans le segment 30. La première gouttière de réception 48 du segment 30 reçoit ainsi du jonc 40 des efforts appliqués à son extrémité axiale 54 et au niveau de ladite partie intermédiaire 56 du bord vertical d'extrémité 41. La seconde gouttière de réception 50 reçoit du jonc 40 un effort appliqué à ses extrémités sommitales 54 et 68 dudit bord vertical d'extrémité 43.35 Enfin, il sera compris que dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le segment 30 est réalisé en matériau plastique injecté et en ce que la goulotte de guidage 58 et les gouttières de réception 48, 50 sont réalisées par moulage lors de la fabrication dudit segment 30. L'invention permet donc d'assurer de manière simple et efficace le guidage et l'immobilisation axiale d'un jonc 40 d'un segment 30 pour une vanne 10 du type décrit précédemment. 10 REVENDICATIONS1. Boisseau pour vanne (10) de commande pour un circuit de circulation de fluide, ledit boisseau (26) comportant un segment d'étanchéité (30) globalement en forme de portion angulaire d'enveloppe cylindrique (39) apte à ouvrir/fermer de manière étanche des orifices latéraux du corps de la vanne en fonction de la position angulaire du boisseau pour autoriser/interrompre la distribution du fluide au travers desdits orifices latéraux, ledit boisseau comportant en outre un jonc formant ressort (40), ledit jonc étant apte à exercer un effort de rappel élastique permettant d'écarter des extrémités libres (41, 43) du segment l'une de l'autre, ledit segment comprenant une première gouttière (48) de réception d'une première branche (44) verticale du jonc (40) et une goulotte de guidage (58) du jonc (40) vers la gouttière (48) de réception, ladite goulotte de guidage (58) prolongeant axialement la gouttière (48) de réception. 2. Boisseau selon la revendication précédente dans lequel la première gouttière de réception s'étend entre une extrémité axiale (54) du segment (30) et une partie intermédiaire (56) d'un bord vertical d'extrémité du segment, ladite goulotte de guidage (58) étant agencée entre ladite partie intermédiaire (56) et une extrémité axiale opposée (60) du segment (30), pour guider ladite première branche (44) du jonc vers ladite 2 0 première gouttière de réception. 3. Boisseau selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel ladite gouttière de réception (48) et/ou ladite goulotte de guidage (58) sont ménagées en retrait radial des extrémités libres (41, 43) dudit segment d'étanchéité (30). 25 4. Boisseau selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel la goulotte de guidage (58) délimite avec la première gouttière (48) de réception une face (62) transversale d'épaulement formant butée axiale pour une extrémité libre (64) de la première branche verticale (44) du jonc (40), afin de permettre l'encliquetage de ladite 30 première branche verticale (44) dans la première gouttière (48) de réception après son introduction. 5. Boisseau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le jonc (40) comporte une seconde branche verticale (46). 35 6. Boisseau selon la revendication précédente dans lequel ledit jonc (40) est sensiblement en forme de U et comporte une branche transversale (42) de part et d'autre de laquelle sont agencées lesdites branches verticales (44, 46). 7. Boisseau selon la revendication 5 ou 6 dans lequel ladite seconde branche verticale est reçue dans une seconde gouttière (50) de réception. 8. Boisseau selon la revendication précédente, caractérisée en que les première et seconde gouttières de réception (48, 50) sont sensiblement de même longueur. 10 9. Boisseau selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que le jonc (40) est réalisé en un fil métallique dont chaque première ou seconde branche verticale (44, 46) présente une section cylindrique et en ce que chaque première ou seconde gouttière de réception (48, 50) est conformée en portion angulaire de cylindre de rayon 15 correspondant. 10. Boisseau selon la revendication précédente, dans lequel la goulotte de guidage (58) est conformée en portion angulaire de cylindre de rayon supérieur à celui de la première gouttière (48) de réception. 20 11. Boisseau selon l'une des quelconques des revendications 7 à 10, dans lequel une extrémité libre (66) de la seconde branche verticale (46) du jonc (48) forme une partie de préhension permettant la saisie du jonc (40) pour son introduction dans la goulotte de guidage (58) et les gouttières (48, 50) de réception et/ou pour rapprocher les 25 première et seconde branches verticales (44, 46) dudit jonc (40) pour son extraction. 12. Boisseau selon la revendication précédente, dans lequel une extrémité libre (66) de la seconde branche verticale du jonc est coudée pour former la partie de préhension. 30 13. Boisseau selon la revendication précédente dans lequel l'extrémité libre (66) coudée de la seconde branche verticale du jonc (40) fait saillie hors de la seconde gouttière (50) de réception et est en appui contre le segment pour former un arrêt axial du jonc (40). 35 14. Boisseau selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le segment (30) est réalisé en matériau plastique injecté et dans lequel la goulotte deguidage (58) et les gouttières de réception (48, 50) sont réalisées par moulage lors de la fabrication dudit segment (30). 15. Vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide comprenant un boisseau (26) selon l'une quelconque des revendications précédentes.