L'invention concerne un boisseau pour vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide, en particulier pour un circuit de refroidissement d'un moteur thermique de véhicule automobile, ainsi qu'une vanne de commande équipée dudit boisseau.

Plus particulièrement, l'invention concerne une vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide, comprenant 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 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 de manière à autoriser/interrompre la distribution du fluide au travers desdits orifices latéraux.

Ledit boisseau comporte un moyeu axial monté rotatif sur un fût axial fixe qui s'étend à partir de la paroi de fond de l'alésage, un segment d'étanchéité en forme de portion angulaire d'enveloppe cylindrique entourant ledit moyeu et solidaire en rotation dudit moyeu, et un jonc formant ressort interposé entre les deux extrémités libres de ladite portion angulaire d'enveloppe cylindrique formant segment.

Ledit ressort 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, tandis que les trois orifices latéraux, formant sortie de fluide, sont reliés respectivement à trois branches 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 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 une branche transversale qui relie deux branches verticales parallèles qui sont reçues dans des gouttières de réception des deux branches verticales du segment. Selon l'invention, on a remarqué que, pour assurer un appui optimal du segment dans l'alésage, il est nécessaire que la longueur des branches verticales dans les gouttières soit aussi grande que possible, avantageusement au moins de la moitié de la longueur axial du segment de sorte que l'appui du jonc sur le segment n'entraine pas d'effet de conicité. Dans le document WO-A1 -2005/124205, la branche transversale du jonc s'étend dans un plan sensiblement vertical. Par ailleurs, ladite branche transversale ne peut s'étendre hors de l'alésage. De ce fait l'encombrement vertical dévolu à la branche transversale réduit d'autant la longueur disponible pour les branches verticales parallèles du jonc.

L'invention pallie les inconvénients précédents en proposant un boisseau pour vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide, ledit boisseau étant configuré pour être rotatif autour d'un axe et comprenant un segment d'étanchéité en forme de portion angulaire d'enveloppe cylindrique, apte à occuper au moins deux positions angulaires pour ouvrir/fermer des orifices latéraux 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 comprenant en outre un jonc apte à exercer un effort de rappel élastique transversal permettant d'écarter l'une de l'autre des extrémités libres du segment, ledit jonc comportant une branche transversale agencée dans un plan incliné, notamment perpendiculaire, par rapport à la direction axiale.

En inclinant la branche transversale du jonc, avantageusement en la choisissant perpendiculaire à l'axe du boisseau, on dispose d'un boisseau présentant un encombrement vertical réduit tout en préservant les capacités d'appui du jonc sur le segment.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention qui pourront être prises ensemble ou séparément : - ledit jonc forme un ressort interposé entre les deux extrémités libres de ladite portion angulaire d'enveloppe cylindrique formant segment,

- la branche transversale du jonc comporte un tronçon intermédiaire présentant un profil incurvé,

- ledit jonc présente sensiblement la forme d'un U et comprend deux branches dites verticales parallèles, agencées de part et d'autre de la branche transversale du jonc,

- lesdites branches verticales du jonc sont fixées le long de bords verticaux des deux extrémités libres dudit segment d'étanchéité,

- lesdites branches verticales du jonc sont fixées dans des gouttières de réception correspondantes du segment d'étanchéité, lesdites gouttières d'étanchéité s'étendant le long de bords verticaux des deux extrémités libres dudit segment d'étanchéité, - ledit tronçon intermédiaire présente un profil incurvé de part et d'autre duquel sont agencés des tronçons de raccordement aux branches verticales du jonc qui sont chacun orientés suivant une direction générale d'ouverture de la gouttière correspondante pour faciliter l'extraction du jonc hors des gouttières,

- chaque tronçon de raccordement forme avec le tronçon intermédiaire un coude d'une seconde courbure déterminée,

- la branche transversale du jonc est réalisée en un matériau élastique, pour exercer après introduction du jonc dans les gouttières de réception du segment, un effort de rappel sur les branches verticales dudit jonc apte à plaquer le segment contre une paroi de la vanne,

- le jonc est réalisé en un fil métallique dont chaque branche présente une section cylindrique,

- chaque gouttière de réception est conformée en portion angulaire de cylindre de rayon correspondant,

- ladite branche transversale présente un profil en forme d'arche

- le jonc est réalisé en acier à ressort.

L'invention concerne également 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 comportant une paroi de fond et une paroi périphérique, ledit alésage recevant ledit boisseau. Avantageusement, ladite branche transversale du jonc est montée à proximité de la paroi de fond de l'alésage. Ceci permet d'éviter que le jonc n'entre en conflit avec le support de la vanne, au montage ou en opération.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention qui pourront être prise ensemble ou séparément :

- ledit boisseau comporte un moyeu axial monté rotatif sur un fût axial fixe qui s'étend à partir de la paroi de fond de l'alésage,

- la branche transversale du jonc présente sensiblement un profil en forme d'arche d'encombrement radial supérieur à l'encombrement (r) radial du fût permettant la rotation du jonc avec le segment autour du fût, sans interférence avec ledit fût, - le profil en forme d'arche de la branche transversale est un profil incurvé présentant un premier rayon de courbure (R) déterminé supérieur au rayon (r) du fût,

- ledit segment entoure ledit moyeu, prévu sous la forme d'un doigt,

- ledit segment est solidaire en rotation dudit moyeu.

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 avec boisseau rotatif ;

- la figure 2 est une vue en perspective des éléments intérieurs à l'alésage de la vanne de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective éclatée des éléments intérieurs à l'alésage de la vanne selon l'invention ;

- la figure 4 est une vue en coupe transversale d'un jonc et d'un segment pour une vanne selon l'invention.

Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des 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.

Une telle vanne 10 est par exemple destinée à être fixée à un bloc moteur d'un véhicule, et à être reliée à différents organes du véhicule nécessitant une alimentation en liquide de refroidissement.

La vanne 10 comporte 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'illustre la figure 2 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. Comme l'illustre la figure 1 , l'alésage 16 comporte 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". Comme l'illustre la figure 2, le boisseau 26 est monté rotatif autour d'un fût axial fixe 27 qui s'étend à partir de la paroi 18 de fond de l'alésage.

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 rendue visible sur la figure 2, et formée à la surface d'une périphérie interne 38 du segment 30. Le fût 27 reçoit en rotation un arbre 29 motorisé qui est coaxial à la direction axiale "A", et dont l'extrémité reçoit le moyeu 28.

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 2, le jonc 40 présente 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, qui s'étendent le long de bords verticaux des deux extrémités libres 41 , 43 du segment d'étanchéité 30.

Dans la vanne 10 de la figure 1 , le jonc 40 s'étend dans un plan "P-i " vertical contenant l'axe "A". De façon générale et en particulier dans la description des figures 1 à 4, on emploie ici le terme « vertical » pour désigner une direction parallèle à l'axe "A" et le terme « vertical » dans ce texte doit être compris comme équivalent à « parallèle à l'axe "A". De même, on emploie le terme «transversal » pour parler d'une direction appartenant à un plan orthogonal à l'axe « A ».

En particulier, la branche transversale 42 présente un profil en forme d'arche compris dans le plan "P-i " de ses branches verticales, et elle présente de ce fait un encombrement conséquent suivant la direction axiale "A". On notera que les branches verticales pourraient être appelées des branches dont l'extension est parallèle à l'axe A.

Or, comme indiqué plus haut, pour assurer un appui optimal du segment 30 dans l'alésage 16, il est avantageux que la longueur des branches verticales 44, 46 en appui du jonc dans les gouttières 48, 50 soit aussi longue que possible.

Par ailleurs, la branche transversale ne peut s'étendre hors de l'alésage 16, car en ce cas elle interférerait avec la face du bloc moteur devant recevoir la face 14 de fixation de la vanne 10. De la sorte, l'encombrement vertical dévolu à la branche transversale 42 suivant la direction "A" réduit d'autant la longueur disponible pour les branches verticales parallèles 44, 46 du jonc 40. Une longueur accrue des branches verticales parallèles 44, 46 du jonc permettrait d'assurer un meilleur appui du segment 30 dans l'alésage 16. Comme l'illustre la figure 3, l'invention remédie à cet inconvénient en proposant une vanne 10 comportant un jonc 40 dont la branche transversale 42 du jonc est agencée dans un plan "P ₂ " perpendiculaire à la direction axiale "A", c'est-à-dire dans un plan sensiblement horizontal au sens de l'invention ou, à tout le moins, un plan incliné par rapport à la direction axiale A.

Cette configuration permet avantageusement de pouvoir prévoir un jonc 40 bénéficiant de branches verticales 44, 46 qui sont chacune de longueur maximale et qui sont chacune apte à proposer un appui renforcé sur le bord vertical associé de l'extrémité 41 , 43 du segment 30, ce qui limite les risques de déformation et améliore l'étanchéité dudit segment 30 par rapport à une vanne 10 conventionnelle.

De préférence, lesdits branches verticales 44, 46 ne seront pas exactement parallèles mais formeront un angle léger l'une avec l'autre. Elles pourront par ailleurs être légèrement incurvées. De façon préférentielle, elles présentent deux points d'appui le long de l'extrémité 41 , 43 correspondante du segment, sensiblement au quart et au trois quart de sa hauteur. A défaut, elles présentent un point d'appui unique au niveau de la moitié de sa hauteur.

La branche transversale 42 du jonc 40 selon l'invention présente ici un profil en forme d'arche et elle est réalisée en un matériau élastique, pour exercer après introduction du jonc 40 dans les gouttières 48, 50 de réception du segment 30, un effort de rappel sur les branches verticales 42, 44 dudit jonc apte à plaquer le segment 30 contre la paroi périphérique 20 de l'alésage 16. Une caractéristique particulièrement avantageuse de cette nouvelle conception du jonc

40 est qu'elle permet d'éviter toute interférence avec une partie centrale de l'alésage 16.

En effet, comme on l'a vu précédemment, le corps 12 comporte un fût 27 qui s'étend à partir de la paroi de fond 18 de l'alésage 16, et qui reçoit le moyeu 28. Comme l'illustre la figure 2, un jonc 40 s'étendant dans un plan unique implique nécessairement que la branche transversale 42 coupe l'alésage sensiblement diamétralement. De ce fait, la branche transversale 42 doit nécessairement être agencée au-dessus du fût 27.

La branche transversale 42 d'un jonc 40 réalisé conformément selon l'invention peut avantageusement contourner le fût 27, ce qui permet, par exemple et de manière non limitative de l'invention, de proposer un fût 27 de longueur supérieure offrant un guidage d'une longueur supérieure pour l'axe 29. La précision de guidage du segment 30 se trouve alors améliorée.

Par ailleurs, la branche transversale 42 du segment 40 peut selon cette nouvelle conception être avantageusement montée à proximité de la paroi 18 de fond de l'alésage 16, comme l'illustre la figure 3.

Cette conception permet d'éviter toute interférence de la branche 42 à proximité de la face 14 de fixation du corps 12 de la vanne 10, ce qui permet notamment d'éviter tout risque d'accrochage du jonc 40 avec un corps étranger. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le profil en forme d'arche de la branche 42 est un profil incurvé présentant un premier rayon de courbure "R" déterminé supérieur au rayon "r" du fût 27.

Cette configuration n'est pas limitative de l'invention et il sera compris que la branche transversale 42 peut prendre toute forme permettant le contournement du fût 27, notamment une forme non incurvée.

Néanmoins, un profil incurvé permet d'obtenir une meilleure flexion de la branche transversale 42 et une meilleure efficacité des efforts appliqués par le jonc.

Comme l'illustre la figure 4, la branche transversale 42 du jonc 40 comporte un tronçon intermédiaire 52 présentant le profil incurvé, de part et d'autre duquel sont agencés des tronçons 54, 56 de raccordement aux branches verticales 44, 46 du jonc 40 qui sont chacun orientés respectivement suivant une direction générale 'Ό "D ₂ " d'ouverture de la gouttière 48, 50 correspondante. Les tronçons de raccordement 54 et 56 permettent avantageusement de dégager la branche transversale 42 des gouttières 48, 50. Ceci autorise le pliage de la branche transversale 42 comme représenté aux figures 3 et 4. En l'absence des tronçons 54 et 56 de raccordement, la branche transversale 42 devrait être agencée au- dessus ou au- dessous du segment 30 et hors des gouttières 48, 50 et serait axialement plus encombrante. Pour cela, lesdits tronçons de raccordement 54, 56 forment en quelque sorte des chanfreins entre lesdites branches verticales 44, 46 et ladite branche transversale 42. Cette configuration permet, en cas de démontage, de faciliter l'extraction du jonc 40 hors des gouttières 48, 50. Cette configuration permet aussi d'éviter un écartement des branches 44, 46 qui pourrait être néfaste à leur appui dans les gouttières 48, 50. Une telle branche transversale 42 et les tronçons 54 et 56 de raccordement associés permettent aussi un montage aisé du jonc dans le segment.

On remarquera que chaque tronçon de raccordement 54, 56 forme avec le tronçon 52 intermédiaire un coude d'une seconde courbure déterminée.

De préférence, le jonc 40 est réalisé en un fil métallique dont chaque branche 42, 44, 46 présente une section cylindrique, et chaque gouttière 48, 50 de réception est conformée en portion angulaire de cylindre de rayon correspondant.

Cette configuration permet de fabriquer le jonc 40 selon un processus de pliage à partir d'un fil métallique selon de grandes quantités en milieu industriel. Néanmoins, cette configuration n'est pas limitative de l'invention.

La raideur de la branche transversale 42 conditionne pour partie la valeur de l'effort de rappel en écartement exercé par les branches 44, 46 sur les gouttières 48, 50 du segment 30, et est à ce titre une caractéristique essentielle de l'invention.

De plus, les points de contacts entre le jonc 40 et les gouttières 48, 50 sont comme déjà vu, agencés le long des branches 44, 46 verticales du jonc 40. C'est alors toute la longueur des branches 44, 46 entre les deux points de contact qui travaille. Les branches verticales 44, 46 assurent ainsi une fonction d'amortissement et de répartition de l'effort le long des gouttières 48, 50 de réception, ce qui permet de limiter la raideur transversale du jonc 40, qui serait trop élevée si seule la branche transversale participait à cette raideur.

Pour des raisons évidentes de simplicité de fabrication, il sera compris que l'intégralité du jonc 40 en fil métallique est réalisée de préférence en acier à ressort.

L'invention propose donc une vanne 10 comportant un jonc 40 pour un segment d'étanchéité 30, qui permet d'assurer une répartition optimale des efforts de rappel exercés par les branches verticales 44, 46 sur ledit segment 30. Elle permet en outre d'éviter que le jonc ne rentre en conflit avec des corps étrangers à la vanne.