Brevet FR3141497A1 — publié le 20240503

L’invention concerne une vanne (1) d’un système de projection d’un liquide de nettoyage (20) comprenant notamment des moyens de compensation (50) du liquide gelé et un système de projection d’un liquide de nettoyage (20) comprenant une telle vanne (1). Figure pour l’abrégé : figure 1 Vanne d’un système de projection d’un liquide de nettoyage comprenant des moyens de compensation en cas de gel L’invention concerne le domaine des systèmes de projection de liquide de nettoyage des véhicules automobiles et en particulier les vannes utilisées dans ces systèmes. Les véhicules automobiles possèdent désormais tous un système de projection de liquide de nettoyage pour maintenir le pare-brise du véhicule propre et permettre une vision optimale du conducteur vers l’extérieur. D’autres dispositifs optiques, tels que des capteurs ou des caméras, peuvent également nécessiter de tels systèmes de projection. Ces systèmes comprennent généralement un réservoir de liquide de nettoyage, une pompe et au moins une vanne configurée pour autoriser ou bloquer le passage du liquide de nettoyage vers les différents embouts de projection ou gicleurs. L’un des problèmes avec les vannes hydrauliques placées dans le circuit hydraulique des systèmes de projection est le risque de dysfonctionnement des vannes lié au givrage des vannes. De plus, en cas de températures très basses, le liquide de nettoyage présent dans la vanne peut geler, ce qui risque d’engendrer une détérioration de la vanne du fait de la dilatation de l’eau lorsqu’elle gèle, provoquant ainsi une panne du système de projection de liquide nettoyant. En effet, lorsque la vanne est fermée, une partie importante de liquide reste coincée dans le corps de vanne et une pression s'installe. En cas de forte chute des températures (par exemple pour des températures inférieures à 5°C), le liquide gèle et s'expand au sein du corps de vanne, risquant ainsi d'endommager les composants internes de cette dernière et de nuire à son bon fonctionnement. Afin d’éviter de telles détériorations, il est connu des systèmes avec des vannes pourvues d'un élément de compression interne, par exemple pourvues d'un élément élastique compressible refermant un gaz et étant disposé dans la cavité hydraulique, autour du piston. Néanmoins, de telles solutions sont compliquées à mettre en œuvre compte tenu de la complexité d’assemblage requise pour ce faire, notamment à cause de la localisation de cet élément élastique compressible. En outre, la localisation de cet élément interne induit également des risques de détérioration des éléments internes de la vanne lors de l’assemblage dudit élément de compression. Autrement dit, la complexité d’assemblage précitée va de pair avec un risque de détérioration des éléments internes de la vanne risquant là-encore de de nuire à son bon fonctionnement. L'invention a notamment pour but de remédier à cet inconvénient en proposant une vanne qui soit à la fois résistante lorsque les températures sont basses et qui puisse être assemblée de manière simple et sécurisée. A cet effet l’invention a pour objet une vanne d’un système de projection d’un liquide de nettoyage, ladite vanne comprenant : - un corps de vanne renfermant une cavité hydraulique configurée pour être reliée fluidiquement à un canal hydraulique et destinée à recevoir le liquide de nettoyage, caractérisé en ce que la vanne comprend en outre des moyens de compensation destinés à compenser une expansion de volume du liquide gelé au sein de la cavité hydraulique, lesdits moyens de compensation comprenant : - un élément élastique compressible et imperméable au liquide et - un boitier formant logement et butée pour l’élément élastique compressible et comprenant une entrée de liquide relié fluidiquement à la cavité hydraulique. Ainsi, il est possible de compenser la prise de volume du liquide emprisonné au sein du corps de vanne, lorsque celle-ci est fermée et que les températures chutent, de sorte à éviter tout endommagement des éléments constituant et permettant le bon fonctionnement de la vanne. La vanne selon l’invention permet en outre un assemblage plus aisé des moyens de compensation puisque ceux-ci sont déportés par rapport au corps de vanne. Il est dès lors également possible de réduire drastiquement les risques d’endommagement liés à l’assemblage des moyens de compensation des éléments internes de la vanne. Il en résulte donc une vanne dont la durée de vie et le fonctionnement sont améliorés, même en cas de gèle du liquide en son sein, par rapport aux vannes actuellement disponibles dans l’état de la technique. Suivant d’autres caractéristiques optionnelles de l’invention prises seules ou en combinaison : - le corps de vanne comprend un plongeur configuré pour être déplacé dans la cavité hydraulique entre une position d’ouverture dans laquelle il laisse passer le liquide de nettoyage dans le canal hydraulique et une position de fermeture dans laquelle il bloque le passage du liquide de nettoyage à travers le canal hydraulique ; - le corps de vanne comprend une portion inférieure dans laquelle sont ménagés un premier orifice correspondant à un orifice d’entrée du liquide et un deuxième orifice correspondant à un orifice de sortie du liquide, le boitier étant assemblé à ladite portion inférieure du corps de vanne, de préférence le boitier étant assemblé par soudage à ladite portion inférieure du corps de vanne ; - le boitier est assemblé au plus près d’une zone de soudure du corps de vanne ; - l’élément élastique compressible est une mousse ou un caoutchouc ; - le caoutchouc est de l’éthylène-propylène-diène-monomère « EPDM » ; - le boitier comprend des moyens de maintien de l’élément élastique ; - les moyens de maintien comprennent des ailettes internes au boitier et comprimant localement et radialement ledit élément élastique compressible ; - le boitier est de forme cylindrique ; - le diamètre de l’entrée de liquide du boitier est inférieur au diamètre de l’élément élastique compressible ; - la vanne électromagnétique comprenant également une bobine configurée pour déplacer un plongeur d’une position de fermeture dans laquelle il bloque le passage du liquide de nettoyage à travers le canal hydraulique à une position d’ouverture dans laquelle il laisse passer le liquide de nettoyage dans le canal hydraulique. L’invention a également pour objet un système de projection d’un liquide de nettoyage comprenant un réservoir de liquide, une pompe, au moins un embout de projection de liquide de nettoyage et au moins une vanne selon l’une quelconque des variantes précédentes. Brève description des figures L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés dans lesquels : est une vue en perspective représentant une vanne selon l’invention pour un système de projection d’un liquide de nettoyage, est une vue de face de la vanne selon l’invention, est une vue en coupe de la vanne selon la , est une vue représentant un système de projection d’un liquide de nettoyage selon l’invention. Dans ces figures, les éléments identiques portent les mêmes références. Les réalisations suivantes sont des exemples. On a représenté sur les figures 1 à 4 une vanne d’un système de projection d’un liquide de nettoyage selon l’invention, désignée par la référence générale 1. Les figures 1 à 3 représentent une vanne 1 d’un système de projection d’un liquide de nettoyage 20, ladite vanne 1 comprenant : - un corps de vanne 3 renfermant une cavité hydraulique (5a, 5b) configurée pour être reliée fluidiquement à un canal hydraulique 15 et destinée à recevoir le liquide de nettoyage, - un plongeur 7 configuré pour être déplacé dans la cavité hydraulique (5a, 5b) entre une position d’ouverture dans laquelle il laisse passer le liquide de nettoyage dans le canal hydraulique 15 et une position de fermeture dans laquelle il bloque le passage du liquide de nettoyage à travers le canal hydraulique 15. La vanne 1 comprend en outre des moyens de compensation 50 destinés à compenser une expansion de volume du liquide gelé au sein de la cavité hydraulique (5a, 5b), lesdits moyens de compensation 50 comprenant : - un élément élastique 52 compressible et imperméable au liquide et - un boitier 51 formant logement et butée pour l’élément élastique compressible 52 et comprenant une entrée de liquide 53 reliée fluidiquement à la cavité hydraulique (5a, 5b). La vanne 1 est, par exemple, une vanne électromagnétique comprenant une bobine 13 dont l’alimentation permet de contrôler le déplacement d’un plongeur 7 comme celle décrite dans la suite de la description. Cependant, l’invention ne se limite pas à des vannes électromagnétiques et peut aussi être appliquée à d’autres types de vannes. Une telle vanne 1 est configurée pour être disposée dans un système de projection 20 d’un liquide de nettoyage tel que représenté sur la . La vanne électromagnétique 1 comprend un corps de vanne 3 renfermant une cavité hydraulique (5a, 5b) dans laquelle est positionné un plongeur 7. Le corps de vanne 3 comprend une première partie 3a comprenant une bobine 13 disposée autour d’une première portion 5a de la cavité hydraulique (5a, 5b) et une deuxième partie 3b dans laquelle sont ménagés un premier orifice 9 correspondant à un orifice d’entrée du fluide et un deuxième orifice 11 correspondant à un orifice de sortie du fluide et renfermant une deuxième portion 5b de la cavité hydraulique 5. Le premier orifice 9 est configuré pour être raccordé à une durite d’approvisionnement 28 du fluide, par exemple un liquide de nettoyage ou de lavage. La durite d’approvisionnement 28 est par exemple reliée à un réservoir 22 de liquide de nettoyage via une pompe d’alimentation 24 permettant l’approvisionnement du liquide de nettoyage. Le deuxième orifice 11 est configuré pour être raccordé à un embout de projection 26 via une durite de distribution 30. La vanne électromagnétique 1 comprend également un canal hydraulique 15 reliant le premier orifice 9 et le deuxième orifice 11, ledit canal hydraulique 15 étant en relation fluidique avec la cavité hydraulique (5a, 5b) dans laquelle est disposé le plongeur 7 (le canal hydraulique 15 est donc confondu localement avec la deuxième portion 5b de la cavité hydraulique (5a, 5b)). Le canal hydraulique 15 est configuré pour être prolongé de part et d’autre de la vanne électromagnétique 1, notamment via les durites 28, 30, de manière à transmettre le liquide de nettoyage depuis le réservoir 22 jusqu’à un embout de projection 26. Le plongeur 7 est configuré pour se déplacer entre une position d’ouverture (non représentée) dans laquelle il laisse passer le liquide de nettoyage entre la durite d’approvisionnement 28 et la durite de distribution 30 et une position de fermeture (représentée sur la ) dans laquelle il bloque le passage du liquide de nettoyage entre la durite d’approvisionnement 28 et la durite de distribution 30. A cet effet, le plongeur 7 comprend une première portion 7a, correspondant à une extrémité souple dans le cas présent, par exemple une extrémité en élastomère ou en caoutchouc pour permettre une bonne étanchéité en position de fermeture, la première portion 7a venant en contact avec une paroi du corps de vanne 3 en position de fermeture pour bloquer le passage du liquide de nettoyage à travers le canal hydraulique 15, c’est-à-dire entre le premier orifice 9 et le deuxième orifice 11. Le déplacement du plongeur 7 de la position de fermeture à la position d’ouverture est réalisé via l’alimentation de la bobine 13 (par exemple au-dessus d’un seuil de tension prédéterminé). Un élément de contrainte élastique 17, par exemple un ressort hélicoïdal, peut être disposé entre le corps de vanne 3 (ou un élément fixe par rapport au corps de vanne 3) et le plongeur 7, et configuré pour contraindre le plongeur 7 en position de fermeture en l’absence d’alimentation de la bobine 13 (ou en cas d’alimentation inférieure au seuil de tension prédéterminé). Afin d’éviter un endommagement du corps de vanne 3 lorsque le liquide de nettoyage à l’intérieur de la cavité hydraulique (5a, 5b) vient à geler, par exemple pour des températures inférieures à 5°C, la vanne électromagnétique 1 comprend également des moyens compensation 50 destinés à compenser une expansion de volume du liquide gelé au sein de la cavité hydraulique (5a, 5b). Ces moyens de compensation 50 comprennent un élément élastique 52 compressible et imperméable au liquide, situé au sein d’un boitier 51 formant logement et butée pour l’élément élastique compressible 52. Ce boitier 51 comprend une entrée de liquide 53 relié fluidiquement à la cavité hydraulique (5a, 5b). Ainsi, lorsque le liquide contenu au sein de la cavité hydraulique (5a, 5b) gèle et s'expand au sein du corps de vanne et que le piston 7 est dans sa position de fermeture, le liquide peut pénétrer au sein du boitier 51, via l’entrée 53, et venir compresser l’élément élastique 52. Il est ainsi possible de compenser la prise de volume du liquide emprisonné au sein du corps de vanne 3, préservant ainsi les différents éléments constitutifs de la vanne 1, le tout via un assemblage aisé des moyens de compensation 50, puisque ceux-ci sont déportés par rapport au corps de vanne 3. L’élément élastique 52 peut, par exemple, être une mousse ou un caoutchouc, de préférence, de l’éthylène-propylène-diène-monomère « EPDM ». Afin de faciliter le montage du boitier 51 au corps de vanne 3, le boitier 51 est assemblé à ladite portion inférieure 3b du corps de vanne 3. Une telle configuration est avantageuse dans le cadre d’un montage du boitier 51 par soudage puisque cette portion du corps de vanne 3 est plus facile d’accès pour un opérateur. Dans le but de renforcer structurellement la vanne, le boitier 51 est assemblé au plus près d’une zone de soudure 3c du corps de vanne 3. Afin de garantir une bonne répétabilité dans le temps des phases de compression de l’élément élastique 52, le boitier 51 comprend des moyens de maintien 54 de l’élément élastique 52. Avantageusement, ces moyens de maintien de l’élément élastique 52 comprennent des ailettes 54 internes au boitier 51 et comprimant localement et radialement ledit élément élastique compressible 52 assurant ainsi le bon maintien immobile de celui-ci. Avantageusement, le boitier 51 est de forme cylindrique ce qui facilite une soudure homogène de ce dernier au corps de vanne 3. Afin de garantir que l’élément élastique 52 ne puisse pas s'extraire du boitier 51 et ainsi risquer de gêner les éléments mécaniques de la vanne 1, le diamètre de l’entrée de liquide 53 du boitier 51 est inférieur au diamètre de l’élément élastique compressible 52. La représente un système de projection de liquide de nettoyage 20 comprenant un réservoir de liquide 22, une pompe 24, un embout de projection 26 du liquide de nettoyage configuré par exemple pour pulvériser un liquide de nettoyage sur le pare-brise ou sur des éléments optiques d’un véhicule automobile. Le système de projection 20 comprend également une vanne 1 telle que décrite précédemment pour contrôler la distribution du liquide de nettoyage vers l’embout de projection 26. La vanne 1 est reliée au réservoir 22 par une durite d’approvisionnement 28 et l’embout de projection 26 est relié à la vanne 1 par une durite de distribution 30. En outre, le système de projection 20 peut également comprendre plusieurs vannes alimentant plusieurs embouts de projection, permettant ainsi d’alimenter en liquide de nettoyage plusieurs destinations du véhicule dans lequel le système 20 est implémenté. Liste de références 1 : vanne 3 : corps de vanne 3a : première partie du corps de vanne 3b : deuxième partie du corps de vanne 3c : zone de soudure du corps de vanne 5a : première partie de la cavité hydraulique 5b : deuxième partie de la cavité hydraulique 7 : plongeur 7a : première portion du plongeur 9 : premier orifice de la vanne 11 : deuxième orifice de la vanne 13 : bobine 15 : canal hydraulique 17 : élément de contrainte élastique/ressort hélicoïdal 20 : système de projection de liquide de nettoyage 22 : réservoir de liquide de nettoyage 24 : pompe 26 : embout de projection 28 : durite d’approvisionnement 30 : durite de distribution 50 : moyens de compensation 51 : boitier 52 : élément élastique compressible 53 : entrée de liquide du boitier 54 : ailettes internes du boitier Vanne (1) d’un système de projection d’un liquide de nettoyage (20), ladite vanne (1) comprenant un corps de vanne (3) renfermant une cavité hydraulique (5a, 5b) configurée pour être reliée fluidiquement à un canal hydraulique (15) et destinée à recevoir le liquide de nettoyage, caractérisé en ce que la vanne (1) comprend en outre des moyens de compensation (50) destinés à compenser une expansion de volume du liquide gelé au sein de la cavité hydraulique (5a, 5b), lesdits moyens de compensation (50) comprenant : - un élément élastique (52) compressible et imperméable au liquide et - un boitier (51) formant logement et butée pour l’élément élastique compressible (52) et comprenant une entrée de liquide (53) relié fluidiquement à la cavité hydraulique (5a, 5b). Vanne (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le corps de vanne (3) comprend une portion inférieure (3b) dans laquelle sont ménagés un premier orifice (9) correspondant à un orifice d’entrée du liquide et un deuxième orifice (11) correspondant à un orifice de sortie du liquide, le boitier (51) étant assemblé à ladite portion inférieure (3b) du corps de vanne (3), de préférence le boitier (51) étant assemblé par soudage à ladite portion inférieure (3b) du corps de vanne (3). Vanne (3) selon la revendication précédente, dans laquelle le boitier (51) est assemblé au plus près d’une zone de soudure (3c) du corps de vanne (3). Vanne (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle l’élément élastique (52) compressible est une mousse ou un caoutchouc. Vanne (1) selon la revendication précédente, dans laquelle le caoutchouc est de l’éthylène-propylène-diène-monomère « EPDM ». Vanne (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le boitier (51) comprend des moyens de maintien (54) de l’élément élastique (52). Vanne selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens de maintien comprennent des ailettes (54) internes au boitier et comprimant localement et radialement ledit élément élastique compressible (52). Vanne (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le boitier (51) est de forme cylindrique. Vanne (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le diamètre de l’entrée de liquide (53) du boitier (51) est inférieur au diamètre de l’élément élastique compressible (52). Vanne (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes étant est une vanne électromagnétique comprenant également : - une bobine (13) configurée pour déplacer un plongeur (7) d’une position de fermeture dans laquelle il bloque le passage du liquide de nettoyage à travers le canal hydraulique (15) à une position d’ouverture dans laquelle il laisse passer le liquide de nettoyage dans le canal hydraulique (15). Système de projection d’un liquide de nettoyage (20) comprenant un réservoir de liquide (22), une pompe (24), au moins un embout de projection de liquide de nettoyage (26) et au moins une vanne (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.