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WO2007131942A1 - Butee haute pour vanne rotative - Google Patents

Butee haute pour vanne rotative Download PDF

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Publication number
WO2007131942A1
WO2007131942A1 PCT/EP2007/054543 EP2007054543W WO2007131942A1 WO 2007131942 A1 WO2007131942 A1 WO 2007131942A1 EP 2007054543 W EP2007054543 W EP 2007054543W WO 2007131942 A1 WO2007131942 A1 WO 2007131942A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
output wheel
control valve
actuator
upper flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2007/054543
Other languages
English (en)
Inventor
Frédéric Vacca
Christian Durupt
Alexandre Barreau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Systemes Thermiques SAS
Original Assignee
Valeo Systemes Thermiques SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Systemes Thermiques SAS filed Critical Valeo Systemes Thermiques SAS
Publication of WO2007131942A1 publication Critical patent/WO2007131942A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/167—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control by adjusting the pre-set temperature according to engine parameters, e.g. engine load, engine speed

Definitions

  • the invention relates to a control valve for a cooling circuit of a heat engine, and to a cooling circuit thus obtained.
  • Such a circuit is traversed by a cooling fluid, usually water added with antifreeze, which circulates in closed circuit under the action of a circulation pump.
  • a cooling fluid usually water added with antifreeze
  • cooling circuit comprising several branches, including a branch which contains a cooling radiator, a branch which constitutes a bypass of the cooling radiator and a branch which contains a radiator called a "heater", for the heating of the radiator. 1 cabin.
  • control valve for such a circuit is disclosed in French patent application FR 2 839 164.
  • an actuator or shutter is my ⁇ side rotating in a valve body to control Selecti ⁇
  • the passage of the cooling fluid through the outlets of the valve body is effected.
  • the adjusting member is rotated in the body of the valve by a driver.
  • the control valve includes an automatic return device of the adjusting member in a safety position according to any ⁇ a large proportion of flow through the control valve pass through the outlet connected to the branch that contains the radiator engine cooling when the fluid temperature inside the valve body exceeds a determined threshold value.
  • the automatic return device of the adjusting member comprises a return spring wound around a rod extending the adjustment member, the rod having its axis. longitudinal axis coinciding with the rotational axis adjustment device.
  • the return spring is pre ⁇ forced and fixed by its two ends at points deter mined ⁇ of the adjusting member.
  • One of the ends of the spring is held on the adjusting member by a finger integral with the adjusting member.
  • the rotation of the re ⁇ glage member is under the effect of the spring in case of failure.
  • the se ⁇ curity position is reached when a fixed stop of the re ⁇ gage member abuts against a fixed stop of the valve body.
  • the coach in the type of valve is generally described fa ⁇ bricked metallic material. It is apparent that when the adjustment member is suddenly rotated under the effect of the spring, the driver is also actuated, the trainer then adding its inertia to that of the movable member. The contact between the stops is made under the effect of a shock which must absorb the coupled inertia of the rota ⁇ tion member and the trainer. In case of mechanical failure, for example in case of loss of a pinion in the system Workoutvia ⁇ ment, the clash between the stops can be so important that a risk of breakage of the stops is greatly increased. The ⁇ lem of violent impact between the stops, and thus stops the breaks may also arise in case of failure of a control chain drive system, the stop of the actuator can then be driven with all the power of the trainer towards the stop of the valve body.
  • the invention proposes to remedy the aforementioned drawbacks.
  • the invention provides a separate control valve to ⁇ tie of a cooling circuit of a heat engine com- carrying at least one valve body, an actuator my ⁇ ty, in particular rotatably, in the body valve for selectively Contro l ⁇ a coolant passage through the body, an output wheel, for example fitted on the valve shaft, the output wheel being adapted to cooperate with an actuator for driving the adjustment member, and a safety means tending to maintain the member re ⁇ SETTING in a said given position of safety in case of ⁇ faillance actuation of the output wheel.
  • the valve further comprises a fixed stop on the valve body and a movable stop arranged on the output wheel, the movable stop being in contact with the fixed stop when the adjustment member is in the said safe position ⁇ after which for example, a large proportion or even the entire flow rate of fluid passing through the valve passes through a specific outlet of the valve.
  • the movable abutment is for ⁇ Mee on the output wheel.
  • the movable stop is formed on an upper flange connected to the output wheel, said flange being, for example, fitted on the valve shaft.
  • the upper flange may include a stud on which engages the securing means to maintain the adjustment member in the safety position in case of failure of the output wheel to actuate.
  • the flange Su regards ⁇ laughing is secured, in particular resiliently, with the output wheel.
  • At least one of the fixed and / or mobile stops further comprises shock absorption means.
  • the control valve further comprises a shock absorbing means that resiliently secures the upper flange with the output wheel.
  • the damping means may be damping pads of elastic material, and the output wheel may include openings for accommodating the damping pads, the upper flange comprising fastening elements which are inserted into the pads damping to secure the upper flange with the output wheel.
  • the safety means is a drive means, for example a spring, tending to rotate the actuator relative to the valve body.
  • the valve comprises, or ⁇ be an actuating member and a set of pinions constant STITUTING said actuator, and the valve shaft, provided ⁇ corre sponding to the axis of rotation of the adjusting member, is connected to the actuator and to the adjusting member in such a way that the actuator drives, via said output wheel, the rotational adjustment member when the actuator is operated.
  • Said valve may further comprise a lower flange ⁇ maintained in the valve body.
  • the return spring comprises at its two ends respectively an outer loop and an inner loop, the outer loop being indexed on a stud of the output wheel and the inner loop being supported on a home form practiced in NCI ⁇ laughing flange.
  • the return spring is a spiral spring.
  • the invention proposes a cooling circuit of a heat engine, containing a control valve as aforesaid, said valve having at least one fluid inlet and a plurality of fluid outlets connected to branches of the cooling circuit.
  • cooling circuit in which the fluid inlet of the valve is connected to a fluid source and the fluid outputs of the valve are connected res ⁇ piquement to branches of the cooling circuit.
  • Figure 1 shows an embodiment of a control valve according to the invention according to a diametral cutting plane
  • Figure 2 shows a cross section of the valve of Figure 1;
  • Figure 3 shows an embodiment of an upper flange and a driven wheel according to one of the modes of re ⁇ realization of the invention
  • Figure 4 shows a cooling circuit for thermal mo ⁇ tor in an embodiment of the invention.
  • Examples of embodiment of the invention 1 illustrates an exemplary embodiment of the invention a control valve to one actuator ro ⁇ tative 2. Unlike the prior art, where a stop was on the rotatable adjustment member and a another stop on the body of the valve at the height of the stop of the adjusting member, in the control valve 1 according to the invention, the stops are moved to what is known to call the upper part of the valve , that is to say at the level of an output wheel 3.
  • the adjusting member 2 is rotatably mounted within a valve body 5.
  • Fig. 1 shows a fluid inlet 6 allowing cooling fluid (not shown) to enter the valve body 5, and a fluid outlet 7, by way of example. Other outlets can be made at different locations on a wall of the valve body 5.
  • the regulating member 2 selectively controls a passage of the cooling fluid in the outlet (s) 7 in an angular position of the valve member. setting 2 inside the valve body 5.
  • a valve shaft 4 corresponding to the axis of rotation of the regulating member 2 is connected thereto and to an actuator.
  • the actuator is shown partially in FIG. 1, and comprises a motor 8, and a reduction system composed of several toothed wheels 9, 10 and 3.
  • the actuator is actuated when the motor 8 is rotating, and then transmits the movement of rotation to the adjusting member 2 through the valve shaft 4, toothed wheels 9 and 10, and the output wheel 3 fitted on the valve shaft 4.
  • the output wheel 3 can be performed as a toothed wheel in order to cooperate with the toothed wheel 10 of the actuator.
  • the output gear 3 is the element that makes the link between the actuator and the valve shaft 4, thereby driving the body to re ⁇ SETTING 2 rotated when the actuator is actuated.
  • a fixed abutment 12 is formed on the valve body 5 at the level of the output wheel 3, that is to say in the part of the valve which it is agreed to call the upper part. .
  • a movable stop (not visible in Figure 1) is arranged on the output wheel 3, Overflow ⁇ sant so the output wheel 3, in order to come into contact with the fixed stop 12 when the output wheel 3 rotates to a position called “safe position” and the stop mo ⁇ bile abuts on the fixed abuts 12, interrupting the rotation of the output wheel 3, and therefore also that of the actuator 2.
  • the movable stop is formed direc ⁇ ment on the output wheel.
  • the adjustment member 2 adjusts the fluid passage in the sor ⁇ ties of fluid such that a proportion, or all fluid flow through the valve passes through a determined output of the valve, for example a fluid outlet corresponding to a branch which supplies the radiator of the cooling circuit.
  • a lower flange 13 is, for example, maintained in the body of the valve 5 so as not to hinder the rotation of the valve shaft 4 and the adjustment member 3, but also to remain stationary by relative to the valve body 5 when the valve shaft 4 and the adjustment member 3 are action ⁇ born in rotation.
  • the inner flange 13 is made of plastic.
  • the valve 1 of Figure 1 further comprises a safety means which in the case of the valve of Figure 1 is a drive means.
  • the drive means is a rap spring ⁇ pel 14 mounted between the lower flange 13 and the wheel sor ⁇ t 3, such that the return spring 14 exerts its force to rotate the output wheel 3, and therefore the adjusting member 2 relative to the valve body 5.
  • the actuator drives the output wheel 3 and the re ⁇ setting member 2 in a position other than the safety position, the movable stop moves away from the fixed stop 12, and the return spring 14 is stretched, storing energy from the actuator.
  • the rap ⁇ pel spring 14 is a spiral spring.
  • the abutments further comprise shock absorption means disposed on at least one of the abutments.
  • the aborption means may for example be cushions made of foam, plastic or EPDM.
  • FIG. 2 shows a view of the control valve 1 in a cross section through the axis II shown in FIG. 1.
  • the output wheel 3 is no longer visible in FIG. 2, except for the movable stop. formed on the output wheel 3, and here comprising the reference 20, and a stud 23 of the output wheel.
  • the mobile stop 20 is here in contact with the fixed stop 12.
  • the return spring 14 comprises at both ends a loop OUTSIDE respectively ⁇ higher 21 and an inner loop 22.
  • the loop 21 is higher OUTSIDE ⁇ indexed on the pad 23 of the output wheel 3, mobile, and the inner loop 22 is supported on a form of home 24 practiced in the lower flange 13, fixed.
  • Figure 3 illustrates another embodiment according to the invention a control valve 1 to actuator ro ⁇ tative 2.
  • the fixed abutment 12 is formed on the valve body 5 at the wheel output 3, that is to say in the upper part of the valve.
  • the movable stop is formed on an upper flange connected to the output wheel 3 by means of connecting means which may be fastening elements.
  • the movable stop is arranged on the output wheel via the upper flange 50.
  • the pad of the output wheel which is indexed on the outer loop of the return spring is displaced from the driven wheel on the flange su ⁇ TECHeur 50.
  • the movable abutment and the pad comprise respective ⁇ references 52 and 51.
  • the upper flange 50 comprises at least 2 fastening elements 54 having for example cylindrical or ovoid shapes.
  • the hooking elements 54 allow solidari ⁇ ser resiliently the upper flange 50 with an output wheel 53, the latter having no longer stop mo ⁇ bile and pad.
  • the resiliently securing of the upper flange 50 and the output wheel 53 is done by in ⁇ s ⁇ ing the fastening elements 54 in damping means which are here shock pads 55, then inserting all the elements d suspension / shoes cushioned ⁇ seurs through openings 56 formed in the output wheel 53 and corresponding to the locations of the fastening elements 54.
  • the assembly order of the fastening elements 54 with the pads dampers 55 and openings 56 may differ from that which has just been de ⁇ crit. It is for example possible at first to insert the shock pads 55 in the openings 56.
  • the maintenance of the upper flange assembly 50, pads amor ⁇ weavers 55 and output wheel 53 can preferably be done by crimping or clipping, but other modes of maintenance are also possible.
  • FIG. 3 further shows a safety means 14, which in this embodiment is a return spring 14 to illustrate how it will come into contact at its outer loop with the stud 51 of the flange. Suselling ⁇ laughing 53.
  • a safety means 14 which in this embodiment is a return spring 14 to illustrate how it will come into contact at its outer loop with the stud 51 of the flange. Suselling ⁇ laughing 53.
  • the material of the upper flange 50 may be sintered steel or forged, or in aluminum foundry according to the level of stress resulting from the impact between the movable stop 52 and bu ⁇ fixed tee in the valve body.
  • material of the pads amortized ⁇ sors 55 may be resilient in order to exert a damping ef- fect between the upper flange 50 and the driven wheel 53 when the movable stop 52 comes to collide with the fixed stop.
  • the shore hardness and a section of the damping pads are chosen to correspond to the absorption of the shock, as well as to the fatigue and temperature of use constraints.
  • a first advantage is directly related to the location of the fixed stops 12 and mobile 20.
  • the movable stop is formed on the element of the adjusting member. Taking into consideration the considerable forces that may be exerted on the movable stop ⁇ when the latter comes into abutment with the fixed stop, it imposes strength constraints of the material used for the manufac ⁇ cation of the actuator, resulting in high costs for the material of choice proofing and / or weights or shapes adapted to the adjusting member.
  • the stops By operating the stops in the high position of the valve, the stress of the material is transferred to the output wheel 3, the adjusting member 2 thus being isolated from the impact stresses.
  • the embodiment having the upper flange 50 as shown in Figure 3 has the advantage that the elasticity of the upper flange connection - amor pads ⁇ weavers - output wheel reduces the stress in the movable abutment and the fixed at a sufficient level to guarantee the safety position of the control member in the valve body, and therefore the safeguard of the heat engine in the ⁇ which is used the device according to the invention, and this regardless of the origin from the failure leading to the safety position.
  • Another advantage is related to the control valve 1 according to the invention.
  • the device of the prior art pro ⁇ a significant angular tolerance in the final positioning of the elements of the valve, and therefore for example in the positioning of fixed stops and movable relative to each other, imposing and a final adjustment of the valve to ré ⁇ pulate for example the safety position.
  • the output wheel 3 and the return spring 14 are fitted on the valve shaft 4 even though the member is positioned in a well-defined angle corresponding for example to the safety position.
  • the output wheel can then be fitted so that the movable stop 20 is in abutment with respect to the fixed abutment 12 of the valve body 5.
  • the cooling circuit 30 is ⁇ run by a cooling fluid, typically water plus an antifreeze that circulates under the action of a pump 32.
  • the fluid is heated by the motor 31, leaving the latter through an outlet 33 which is connected to the fluid inlet 6 of a control valve 1 of the type described above.
  • the valve 1 comprises three pipes 7, 35 and 36 which are connected to three branches of the circuit.
  • the circuit comprises a first branch 34 which contains a cooling radiator 37 and an expansion tank 38, a branch 39 which forms a bypass of the cooling ra ⁇ mediator 37 and a branch 40 containing a heater 41 for heating the cockpit of vehi ⁇ cule (not shown).
  • the tubing 7 is connected to the branch 34 (radiator), the tubing 35 to the branch 40 (heater) and the tubing 36 to the branch 39 (bypass).
  • the valve 1 makes it possible to independently manage the fluid flow rates in the aforementioned branches, in order to optimize the tem ⁇ rature of the engine and the heating of the passenger compartment.
  • valve 1 makes it possible to circulate the fluid in the branch branch 39 without passing through the radiator 37. During this startup phase, it is possible to pass a part of or the entire fluid flow rate in the heater 41, if heating is desired.
  • valve according to the invention is capable of numerous variants. It is not limited to a three-way valve as described above.
  • valve 1 is also not limited to the shape of the adjustment member described herein.

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Abstract

L' invention concerne une vanne de commande (1) propre a faire-partie d'un circuit de refroidissement d'un moteur thermique comportant au moins un corps de vanne (5), un organe de reglage (2) monte dans Ie corps de vanne pour controler selectivement un passage du fluide de refroidissement au travers du corps, une roue de sortie (3), Ia roue de sortie etant apte a cooperer avec un actionneur pour entrainer l' organe de reglage, un moyen de tnise en securite (14) tendant a maintenir l' organe de reglage en une position donnee dite de securite, en cas de defaillance d' actionnement de Ia roue de sortie, une butee fixe (12) prevue sur Ie corps de vanne, et une butee mobile (20,52), Ia butee mobile (20,52) etant en contact avec Ia butee fixe (12) lorsque l' organe de reglage est dans Ia position de securite. La butee mobile est agencee sur Ia roue de sortie. L' invention concerne aussi un circuit de refroidissement d'un moteur thermique comportant une telle vanne. Application notamment au domaine automobile.

Description

Butée haute pour vanne rotative
L' invention concerne une vanne de commande pour un circuit de refroidissement d'un moteur thermique, ainsi qu'un circuit de refroidissement ainsi obtenu.
Un tel circuit est parcouru par un fluide de refroidissement, habituellement de l'eau additionnée d'un antigel, qui circule en circuit fermé sous l'action d'une pompe de circulation.
Il est connu un tel circuit de refroidissement comprenant plu- sieurs branches, dont une branche qui contient un radiateur de refroidissement, une branche qui constitue une dérivation du radiateur de refroidissement et une branche qui contient un radiateur appelé "aérotherme", servant au chauffage de 1' habitacle .
Un exemple de vanne de commande pour un tel circuit est décrit dans la demande de brevet français FR 2 839 164. Dans cette vanne de commande, un organe de réglage ou obturateur est mon¬ té en rotation dans un corps de vanne pour contrôler sélecti¬ vement le passage du fluide de refroidissement au travers des sorties du corps de vanne. L'organe de réglage est entraîné en rotation dans le corps de la vanne par un entraîneur. La vanne de commande comporte un dispositif de rappel automatique de l'organe de réglage dans une position de sécurité suivant la¬ quelle une forte proportion du débit traversant la vanne de commande passe au travers de la sortie reliée à la branche qui contient le radiateur de refroidissement du moteur lorsque la température du fluide à l'intérieur du corps de vanne dépasse une valeur de seuil déterminée. Dans cet exemple de vanne de commande connu de l'art antérieur, le dispositif de rappel au- tomatique de l'organe de réglage comprend un ressort de rappel enroulé autour d'une tige prolongeant l'organe de réglage, la tige ayant son axe longitudinal confondu avec l'axe de rota- tion de l'organe de réglage. Le ressort de rappel est pré¬ contraint et fixé par ses deux extrémités en des points déter¬ minés de l'organe de réglage. Une des extrémités du ressort est maintenue sur l'organe de réglage par un doigt solidaire de l'organe de réglage. La mise en rotation de l'organe de ré¬ glage se fait sous l'effet du ressort en cas de défaillance. Lors de la rotation de l'organe de réglage, la position de sé¬ curité est atteinte lorsqu'une butée fixe de l'organe de ré¬ glage bute contre une butée fixe du corps de vanne.
L'entraîneur dans le type de vanne décrit est généralement fa¬ briqué en matière métallique. Il est apparent que lorsque l'organe de réglage se met brutalement en rotation sous l'effet du ressort, l'entraîneur est également actionné, l'entraîneur ajoutant alors son inertie à celle de l'organe mobile. Le contact entre les butées se fait sous l'effet d'un choc qui doit absorber l'inertie couplée de l'organe de rota¬ tion et de l'entraîneur. En cas de défaillance mécanique, par exemple en cas de perte d'un pignon dans le système d'entraî¬ nement, le choc entre les butées peut être si important qu'un risque de casse des butées est grandement augmenté. Le pro¬ blème de choc important entre les butées, et donc de casse des butées peut aussi se poser en cas de défaillance d'une chaîne de commande du système d'entraînement, la butée de l'organe de réglage pouvant alors être entraînée avec toute la puissance de l'entraîneur vers la butée du corps de vanne.
L'invention se propose de remédier aux inconvénients précités.
Résumé de l'invention
L' invention propose une vanne de commande propre à faire par¬ tie d'un circuit de refroidissement d'un moteur thermique com- portant au moins un corps de vanne, un organe de réglage mon¬ té, notamment en rotation, dans le corps de vanne pour contrô¬ ler sélectivement un passage du fluide de refroidissement au travers du corps, une roue de sortie, par exemple emmanchée sur l'axe de vanne, la roue de sortie étant apte à coopérer avec un actionneur pour entraîner l'organe de réglage, et un moyen de mise en sécurité tendant à maintenir l'organe de ré¬ glage en une position donnée dite de sécurité en cas de dé¬ faillance d' actionnement de la roue de sortie.
La vanne comporte en outre une butée fixe sur le corps de vanne et une butée mobile agencée sur la roue de sortie, la butée mobile étant en contact avec la butée fixe lorsque l'organe de réglage est dans ladite position de sécurité sui¬ vant laquelle, par exemple, une forte proportion voire l'ensemble du débit de fluide traversant la vanne passe au travers d'une sortie déterminée de la vanne.
Dans un premier mode de réalisation, la butée mobile est for¬ mée sur la roue de sortie.
Dans un deuxième mode de réalisation, la butée mobile est for- mée sur un flasque supérieur lié à la roue de sortie, ledit flasque étant, par exemple, emmanchée sur l'axe de vanne. De plus, le flasque supérieur pourra comporter un plot sur lequel s'enclenche le moyen de mise en sécurité afin de maintenir l'organe de réglage en position de sécurité en cas de défail- lance d' actionnement de la roue de sortie. Le flasque supé¬ rieur est solidarisé, notamment de manière élastique, avec la roue de sortie.
Dans une variante de réalisation, une au moins des butées fixe et/ou mobile comporte en outre des moyens d'absorption de choc . Une autre variante propose que la vanne de commande comporte en outre un moyen d'amortissement de choc qui solidarise de manière élastique le flasque supérieur avec la roue de sortie.
Les moyens d'amortissement pourront être des patins d'amortissement en matière élastique, et la roue de sortie pourra comprendre des ouvertures pour accueillir les patins d'amortissement, le flasque supérieur comprenant des éléments d'accrochage qui viennent s'insérer dans les patins d'amortissement pour solidariser le flasque supérieur avec la roue de sortie.
Dans une variante de réalisation, le moyen de mise en sécurité est un moyen d'entraînement, par exemple un ressort, tendant à faire tourner l'organe de réglage par rapport au corps de vanne .
Dans une variante de l'invention, la vanne comporte, en ou¬ tre, un organe d' actionnement et un ensemble de pignons cons- tituant ledit actionneur, et l'axe de vanne, prévu correspon¬ dant à l'axe de rotation de l'organe de réglage, est relié à l' actionneur et à l'organe de réglage de telle manière que l' actionneur entraîne, par l'intermédiaire de ladite roue de sortie, l'organe de réglage en rotation lorsque l' actionneur est actionnée. Ladite vanne pourra encore comprendre un flas¬ que inférieur maintenu dans le corps de vanne.
Dans une variante de réalisation le ressort de rappel comporte à ses deux extrémités respectivement une boucle extérieure et une boucle intérieure, la boucle extérieure étant indexée sur un plot de la roue de sortie et la boucle intérieure étant en appui sur une forme d'accueil pratiquée dans un flasque infé¬ rieur . Un mode de réalisation particulier de l'invention propose que le ressort de rappel soit un ressort en spirale.
Selon un autre aspect, l'invention propose un circuit de re- froidissement d'un moteur thermique, contenant une vanne de commande comme précitée, ladite vanne présentant au moins une entrée de fluide et plusieurs sorties de fluide reliées à des branches du circuit de refroidissement, circuit dans lequel l'entrée de fluide de la vanne est reliée à une source de fluide et les sorties de fluide de la vanne sont reliées res¬ pectivement à des branches du circuit de refroidissement.
Brève description des dessins
Dans la description qui suit, faite seulement à titre d'exemple, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :
•la figure 1 représente un exemple de réalisation d'une vanne de commande selon l'invention selon un plan de coupe diamétral ;
. la figure 2 représente une coupe transversale de la vanne de la figure 1 ;
•la figure 3 représente un exemple de réalisation d'un flasque supérieur et d'une roue de sortie selon un des modes de ré¬ alisation de l'invention ;
• la figure 4 représente un circuit de refroidissement pour mo¬ teur thermique dans un exemple de réalisation selon l' invention .
Exemples de réalisation de l'invention La figure 1 illustre un exemple de réalisation selon l'invention d'une vanne de commande 1 à organe de réglage ro¬ tatif 2. A la différence de l'art antérieur, où une butée était sur l'organe de réglage rotatif et une autre butée sur le corps de la vanne à la hauteur de la butée de l'organe de réglage, dans la vanne de commande 1 selon l'invention, les butées sont déplacées vers ce qui est convenu d' appeler la partie haute de la vanne, c'est-à-dire au niveau d'une roue de sortie 3.
L'organe de réglage 2 est monté en rotation à l'intérieur d'un corps de vanne 5. La figure 1 représente une entrée de fluide 6 permettant à du fluide de refroidissement (non représenté) de pénétrer dans le corps de vanne 5, et une sortie de fluide 7, à titre d'exemple. D'autres sorties peuvent être réalisées à différents endroits sur une paroi du corps de vanne 5. L'organe de réglage 2 permet de contrôler sélectivement un passage du fluide de refroidissement dans la ou les sorties 7 selon une position angulaire de l'organe de réglage 2 à l'intérieur du corps de vanne 5.
Un axe de vanne 4 correspondant à l'axe de rotation de l'organe de réglage 2, est relié à celui-ci et à un action- neur. L'actionneur est représenté partiellement dans la figure 1, et comprend un moteur 8, et un système de démultiplication composé de plusieurs roues à dents 9, 10 et 3. L'actionneur est actionné lorsque le moteur 8 tourne, et transmet alors le mouvement de rotation à l'organe de réglage 2 par le biais de l'axe de vanne 4, des roues à dents 9 et 10, et de la roue de sortie 3 emmanchée sur l'axe de vanne 4. La roue de sortie 3 peut être réalisée en tant que roue à dents afin de pouvoir coopérer avec la roue à dent 10 de l'actionneur. La roue de sortie 3 est l'élément qui fait le lien entre l'actionneur et l'axe de vanne 4, permettant ainsi d'entraîner l'organe de ré¬ glage 2 en rotation lorsque l'actionneur est actionné. Revenant aux butées précédemment évoquées, une butée fixe 12 est formée sur le corps de vanne 5 au niveau de la roue de sortie 3, c'est-à-dire dans la partie de la vanne qu'il est convenue d'appeler partie haute. Une butée mobile (non visible sur la figure 1) est agencée sur la roue de sortie 3, dépas¬ sant ainsi de la roue de sortie 3, afin d'entrer en contact avec la butée fixe 12, lorsque la roue de sortie 3 tourne vers une position dite "position de sécurité" et que la butée mo¬ bile bute sur la bute fixe 12, interrompant la rotation de la roue de sortie 3 et donc aussi celle de l'organe de réglage 2. Dans ce mode de réalisation, la butée mobile est formée direc¬ tement sur la roue de sortie. Dans la position de sécurité, l'organe de réglage 2 règle le passage du fluide dans les sor¬ ties de fluide de telle manière qu'une forte proportion, voire la totalité, du débit de fluide traversant la vanne passe au travers d'une sortie déterminée de la vanne, par exemple une sortie de fluide correspondant à une branche qui alimente le radiateur du circuit de refroidissement.
Un flasque inférieur 13 est, par exemple, maintenu dans le corps de la vanne 5 de telle manière à ne pas ne pas entraver la rotation de l'axe de vanne 4 et de l'organe de réglage 3, mais aussi de rester immobile par rapport au corps de vanne 5 lorsque l'axe de vanne 4 et l'organe de réglage 3 sont action¬ nés en rotation.
Dans une variante de l'invention, le flasque intérieur 13 est réalisé en matière plastique.
La vanne 1 de la figure 1 comprend en outre un moyen de mise en sécurité qui dans le cas de la vanne de la figure 1 est un moyen d'entraînement. Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ce moyen d'entraînement est un ressort de rap¬ pel 14 monté entre le flasque inférieur 13 et la roue de sor¬ tie 3, de telle manière que le ressort de rappel 14 exerce sa force pour faire tourner la roue de sortie 3, et donc l'organe de réglage 2 par rapport au corps de vanne 5. Lorsque l'actionneur entraîne la roue de sortie 3 et l'organe de ré¬ glage 2 dans une position autre que la position de sécurité, la butée mobile s'écarte de la butée fixe 12, et le ressort de rappel 14 se tend, emmagasinant de l'énergie de l'actionneur. Dans l'hypothèse où, en cas de défaillance, l'actionneur n'applique plus de force à la roue de sortie 3, le ressort de rappel 14 exerce sa force sur la roue de sortie 3, rendant ainsi l'énergie emmagasinée, et faisant tourner la roue de sortie au maximum jusqu'à la position de sécurité dans la¬ quelle la butée mobile bute sur la butée fixe 12.
Dans un mode de réalisation de l'invention, le ressort de rap¬ pel 14 est un ressort en spirale.
Un autre mode de réalisation propose que les butées comportent en outre des moyens d'absorption de choc disposées sur au moins une des butées. Les moyens d'aborption pouvant être par exemple des coussins constitués de mousse, plastique ou EPDM.
La figure 2 représente une vue de la vanne de commande 1 selon une coupe transversale passant par l'axe I-I représenté dans la figure 1. Ainsi, la roue de sortie 3 n'est plus visible dans la figure 2, sauf pour la butée mobile formée sur la roue de sortie 3, et comportant ici la référence 20, et un plot 23 de la roue de sortie. La butée mobile 20 est ici en contact avec la butée fixe 12.
Toujours en référence à la figure 2, le ressort de rappel 14 comporte à ses deux extrémités respectivement une boucle exté¬ rieure 21 et une boucle intérieure 22. Ainsi, la boucle exté¬ rieure 21 est indexée sur le plot 23 de la roue de sortie 3, mobile, et la boucle intérieure 22 est en appui sur une forme d'accueil 24 pratiquée dans le flasque inférieur 13, fixe. La figure 3 illustre un autre exemple de réalisation selon l'invention d'une vanne de commande 1 à organe de réglage ro¬ tatif 2. Ici aussi, la butée fixe 12 est formée sur le corps de vanne 5 au niveau de la roue de sortie 3, c'est-à-dire dans la partie haute de la vanne. Cependant, à la différence du mode de réalisation précédent, la butée mobile est formée sur un flasque supérieur lié à la roue de sortie 3 par l'intermédiaire de moyens de liaison qui pourront être des éléments d'accrochage. Ainsi, dans ce cas aussi, la butée mo- bile est agencée sur la roue de sortie par l'intermédiaire du flasque supérieur 50.
Dans ce mode de réalisation particulier, le plot de la roue de sortie sur lequel est indexée la boucle extérieure du ressort de rappel est déplacé de la roue de sortie sur le flasque su¬ périeur 50. La butée mobile et le plot comportent respective¬ ment des références 52 et 51.
Le flasque supérieur 50 comporte au moins 2 éléments d'accrochage 54 ayant par exemple des formes cylindriques ou ovoïdes. Les éléments d'accrochage 54 permettent de solidari¬ ser de manière élastique le flasque supérieur 50 avec une roue de sortie 53, cette dernière ne comportant plus de butée mo¬ bile et de plot. La solidarisation de manière élastique du flasque supérieur 50 et de la roue de sortie 53 se fait en in¬ sérant les éléments d'accrochage 54 dans des moyens d'amortissement qui sont ici des patins amortisseurs 55, puis en insérant l'ensemble éléments d'accrochage/patins amortis¬ seurs au travers d'ouvertures 56 pratiquées dans la roue de sortie 53 et correspondant aux emplacements des éléments d'accrochage 54. Il est entendu que l'ordre d'assemblage des éléments d'accrochage 54 avec les patins amortisseurs 55 et les ouvertures 56 peut différer de celui qui vient d'être dé¬ crit. Il est par exemple possible en un premier temps d'insérer les patins amortisseurs 55 dans les ouvertures 56. Le maintien de l'ensemble flasque supérieur 50, patins amor¬ tisseurs 55 et roue de sortie 53 peut de préférence se faire par sertissage ou clipsage, mais d'autres modes de maintien sont également envisageables.
La figure 3 représente en outre un moyen de mise en sécurité 14, qui dans ce mode de réalisation est un ressort de rappel 14 pour illustrer comment celui-ci va entrer en contact au ni- veau de sa boucle extérieure avec le plot 51 du flasque supé¬ rieur 53.
La matière du flasque supérieur 50 pourra être en acier fritte ou forgé, ou encore en fonderie d'aluminium selon le niveau de contrainte résultant du choc entre la buté mobile 52 et la bu¬ tée fixe dans le corps de vanne.
Dans un mode de réalisation, la matière des patins amortis¬ seurs 55 pourra être élastique afin de pouvoir exercer un ef- fet d'amortissement entre le flasque supérieur 50 et la roue de sortie 53 lorsque la butée mobile 52 vient s'entrechoquer avec la butée fixe. Ainsi la dureté shore et une section des patins amortisseurs sont choisies pour correspondre à l'absorption du choc, ainsi qu'aux contraintes de fatigue et de température d'utilisation.
Plusieurs avantages se dégagent du mode de réalisation de la vanne de commande 1 selon l'invention.
Un premier avantage est directement lié à l'emplacement des butées fixe 12 et mobile 20. Dans les dispositifs connus de l'art antérieur, la butée mobile est formée sur l'élément de l'organe de réglage. Prenant en considération les forces considérables qui peuvent s'exercer sur la butée mobile lors¬ que celle-ci rentre en butée avec la butée fixe, cela impose des contraintes de solidité du matériau utilisé pour la fabri¬ cation de l'organe de réglage, entraînant des coûts élevés pour le choix de matériau résistant à l'épreuve et/ou des poids ou formes adaptés pour l'organe de réglage. En prati- quant les butées dans la position haute de la vanne, la contrainte du matériau est transférée à la roue de sortie 3, l'organe de réglage 2 étant ainsi isolé des contraintes de choc. Si lors d'un choc entre la butée mobile 20 et la butée fixe 12, intervenait un problème de casse au niveau de la roue de sortie, celle-ci peut-être plus facilement remplacée que l'organe de réglage. En outre il est moins cher et moins contraignant d'utiliser des matériaux de résistance adaptée pour la roue de sortie 3 que pour l'organe de réglage 2, car la roue de sortie 3 est plus simple de construction que l'organe de réglage 2.
Le mode de réalisation comportant le flasque supérieur 50 tel que représenté dans la figure 3 présente l'avantage que l'élasticité de la liaison flasque supérieure - patins amor¬ tisseurs - roue de sortie permet de réduire la contrainte dans la butée mobile et la fixe à un niveau suffisant pour garantir la position de sécurité de l'organe de réglage dans le corps de vanne, et donc la sauvegarde du moteur thermique dans le¬ quel est utilisée le dispositif selon l'invention, et cela quel que soit l'origine de la défaillance menant à la position de sécurité.
Un autre avantage est lié à la vanne de commande 1 selon l'invention. En effet, le dispositif de l'art antérieur pro¬ duit une tolérance angulaire importante dans le positionnement final des éléments de la vanne, et donc par exemple dans le positionnement des butées fixes et mobiles l'une par rapport à l'autre, imposant ainsi un ajustage final de la vanne pour re¬ pérer par exemple la position de sécurité. Grâce à l'invention, la roue de sortie 3 et le ressort de rappel 14 sont emmanchés sur l'axe de vanne 4 alors même que l'organe est positionné dans un angle bien déterminé correspondant par exemple à la position de sécurité. La roue de sortie peut alors être emmanchée de manière à ce que la butée mobile 20 soit en butée par rapport à la butée fixe 12 du corps de vanne 5.
De plus, globalement la valeur de tolérance angulaire entre les éléments de la vanne est réduit.
La figure 4 représente un circuit de refroidissement 30 d'un moteur thermique 31. Le circuit de refroidissement 30 est par¬ couru par un fluide de refroidissement, typiquement de l'eau additionnée d'un antigel qui circule sous l'action d'une pompe 32. Le fluide est chauffé par le moteur 31, quitte ce dernier par une sortie 33 qui est reliée à l'entrée de fluide 6 d'une vanne de commande 1 du type précédemment décrit . La vanne 1 comprend trois tubulures 7, 35 et 36 qui sont reliées à trois branches du circuit. Le circuit comprend une première branche 34 qui contient un radiateur de refroidissement 37 et un vase d'expansion 38, une branche 39 qui forme une dérivation du ra¬ diateur de refroidissement 37 et une branche 40 qui contient une aérotherme 41 servant au chauffage de l'habitacle du véhi¬ cule (non représenté) . La tubulure 7 est reliée à la branche 34 (radiateur) , la tubulure 35 à la branche 40 (aérotherme) et la tubulure 36 à la branche 39 (dérivation) .
La vanne 1 permet ainsi de gérer indépendamment les débits de fluide dans les branches précités, afin d'optimiser la tempé¬ rature du moteur thermique et le chauffage de l'habitacle.
En particulier, lors d'un démarrage à froid du moteur 31, la vanne 1 permet de faire circuler le fluide dans la branche de dérivation 39 sans passer par le radiateur 37. Pendant cette phase de démarrage, il est possible de faire passer une partie ou la totalité du débit de fluide dans l'aérotherme 41, si un chauffage est désiré.
Dans une position de sécurité de la vanne 1, le fluide est obligé à passer directement par le radiateur 37.
Bien entendu, la vanne selon l'invention est susceptible de nombreuses variantes de réalisation. Elle n'est pas limitée à une vanne à trois voies comme décrit ci-dessus.
De plus, la vanne 1 n'est pas non plus limitée à la forme de l'organe de réglage décrit ici.

Claims

Revendications
1. Vanne de commande (1) propre à faire partie d'un circuit de refroidissement d'un moteur thermique comportant au moins un corps de vanne (5), un organe de réglage (2) monté dans le corps de vanne pour contrôler sélectivement un passage du fluide de refroidissement au travers du corps, une roue de sortie (3) , la roue de sortie étant apte à coopérer avec un actionneur pour entraîner l'organe de réglage, un moyen de mise en sécurité (14) tendant à maintenir l'organe de réglage en une position donnée dite de sécurité, en cas de défaillance d' actionnement de la roue de sortie, une butée fixe prévue sur le corps de vanne, et une butée mobile, la¬ dite butée mobile étant en contact avec la butée fixe lors¬ que l'organe de réglage est dans la position de sécurité, caractérisée en ce que ladite butée mobile est agencée sur la roue de sortie.
2. Vanne de commande selon la revendication 1 dans laquelle une au moins des butées fixe et/ou mobile comporte en ou- tre des moyens d'absorption de choc.
3. Vanne de commande selon la revendication 1 ou 2, dans la¬ quelle la butée mobile (12) est formée sur la roue de sortie .
4. Vanne de commande selon la revendication 1 ou 2, dans la¬ quelle la butée mobile (12) est sur un flasque supérieur, ledit le flasque supérieur (50) étant solidarisé de ma¬ nière élastique avec la roue de sortie (53) .
5. Vanne de commande selon la revendication précédente, dans laquelle ledit flasque supérieur (50) comportant en outre un plot (51) sur lequel s'enclenche le moyen de mise en sécurité (14) afin de maintenir l'organe de réglage en position de sécurité en cas de défaillance d' actionnement de la roue de sortie.
6. Vanne de commande selon la revendication précédente, com¬ portant en outre un moyen d'amortissement de choc (55), ledit moyen d'amortissement de choc (55) solidarisant de manière élastique ledit flasque supérieur avec la roue de sortie (53) .
7. Vanne de commande selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens d'amortissement (55) sont des patins d'amortissement en matière élastique, et dans laquelle la roue de sortie (53) comprend des ouvertures pour accueil- lir les patins d'amortissement, le flasque supérieur com¬ prenant des éléments d'accrochage (54) qui viennent s'insérer dans les patins d'amortissement pour solidari¬ ser le flasque supérieur avec la roue de sortie.
8. Vanne de commande selon la revendication précédente, dans laquelle le moyen de mise en sécurité (14) est un moyen d'entraînement tendant à faire tourner l'organe de ré¬ glage par rapport au corps de vanne.
9. Vanne de commande selon la revendication précédente, dans laquelle le moyen d'entraînement est un ressort de rappel (14) en spirale.
10. Vanne selon l'une quelconques des revendications précé- dentés, laquelle comporte, en outre, un organe d' actionnement et un ensemble de pignons constituant le¬ dit actionneur (8, 9, 10, 3), un axe de vanne (4) corres¬ pondant à l'axe de rotation de l'organe de réglage, l'axe de vanne étant reliée à l' actionneur et à l'organe de ré- glage de telle manière que l'actionneur entraîne l'organe de réglage en rotation lorsque l'actionneur est actionnée, et un flasque inférieur (13) maintenu dans le corps de vanne .
11. Vanne de commande selon la revendication précédente, dans laquelle le ressort de rappel (14) comportant à ses deux extrémités respectivement une boucle extérieure (21) et une boucle intérieure (22), la boucle extérieure étant indexée sur un plot (23) de la roue de sortie, la boucle intérieure étant en appui sur une forme d'accueil (22) pratiquée dans le flasque inférieur.
12. Circuit de refroidissement d'un moteur thermique, carac- térisée en ce qu'il contient une vanne de commande selon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite vanne comportant en outre au moins une entrée (6) de fluide et plusieurs sorties (7) de fluide reliées à des branches du circuit de refroidissement, circuit dans Ie- quel l'entrée de fluide (6) de la vanne est reliée à une source de fluide et les sorties de fluide (7) de la vanne sont reliées respectivement à des branches du circuit de refroidissement .
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