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.

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 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.

Afin de faciliter sa fabrication, le segment d'étanchéité de la vanne selon l'invention est réalisé par moulage, notamment par injection d'un matériau plastique. De nombreuses configurations d'injection ont été expérimentées.

L'injection dans un moule dépourvu de plan de joint, avec extraction du segment selon la direction axiale, provoque des déformations importantes du segment en forme de portion d'enveloppe cylindrique, qui le rendent inutilisable. Compte-tenu de la direction d'ouverture du moule, l'utilisation d'un noyau permettant de jouer un rôle de contre- dépouille pour limiter lesdites déformations n'est non plus possible.

Une injection dans un moule à deux coquilles comportant un plan de joint axial permet d'obtenir un segment exempt de déformations, notamment par l'emploi d'un noyau formant contre-dépouille. Toutefois, comme le plan de joint est agencé dans un plan axial, au moins une bavure d'orientation parallèle à la direction axiale est formée à la périphérie du segment lors du moulage. Cette bavure, dont l'épaisseur est non négligeable, tend à décoller le segment de la paroi de l'alésage de la vanne, causant ainsi des fuites indésirables.

L'invention remédie à cet inconvénient en proposant une vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide, comprenant un corps de vanne recevant un boisseau axialement rotatif, 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. Selon l'invention, ledit segment d'étanchéité comportant une zone, agencée radialement en retrait de l'enveloppe cylindrique et comportant au moins une bavure axiale résultant du moulage du segment.

En orientant la bavure de moulage de manière axiale, on peut limiter les déformations du boisseau. En outre, en ménageant une partie du segment d'étanchéité en retrait de son extension radiale et en disposant la bavure de moulage dans cette zone, on limite, voire on élimine les interférences entre ladite bavure et le corps de vanne. Le décollement du boisseau est ainsi limité, voire éliminé et l'étanchéité améliorée. Selon différents modes de réalisation de l'invention, qui pourront être pris ensemble ou séparément :

- la zone agencée en retrait de l'enveloppe cylindrique est conformée en méplat,

- ladite bavure est agencée avec jeu (J) par rapport au corps de vanne,

- ledit segment comprend une première partie angulaire, dite active, apte à ouvrir/fermer de manière étanche les 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 et une deuxième partie angulaire, dite inactive, qui est disposée hors de la première partie angulaire active,

- ladite partie inactive comprend ladite zone agencée radialement en retrait de l'enveloppe cylindrique, ce qui améliore encore l'étanchéité offerte par le boisseau en éloignant la bavure de la partie du boisseau contribuant à l'ouverture/fermeture des orifices latéraux de la vanne,

- le segment s'étend sur plus de 180° et la bavure est agencée à 180° d'un bord libre d'extrémité du segment, ce qui permet de disposer d'un segment de large envergure angulaire tout en restant compatible avec les directions de démoulage qu'implique la bavure axiale,

- ladite partie active s'étend sur 180° ou moins de 180° à partir dudit bord,

- ledit segment est réalisé par moulage par injection d'un matériau plastique.

- ledit matériau plastique comprend du PTFE,

- ledit boisseau comporte en outre un jonc formant ressort, interposé entre deux extrémités angulaires libres du segment pour 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 rappelées en écartement par la branche transversale,

- ledit jonc est reçu dans des gouttières de réception correspondantes du segment d'étanchéité,

- lesdites gouttières s'étendent le long des deux bords d'extrémités libres dudit segment d'étanchéité, notamment dans l'épaisseur ce dernier,

- ledit corps de vanne comprend une face de fixation dans laquelle débouche un alésage axial borgne comportant une paroi de fond et une paroi périphérique,

- ledit boisseau est logé dans ledit alésage,

- lesdits orifices latéraux sont ménagés sur ladite paroi périphérique,

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

- ledit segment entoure coaxialement le moyeu,

- ledit segment est solidaire en rotation dudit moyeu. L'invention concerne également un moule pour le moulage par injection d'un segment d'étanchéité en forme de portion angulaire d'enveloppe cylindrique pour une vanne de commande pour un circuit de circulation de fluide, telle que celle décrite plus haut.

Selon l'invention, ledit moule comporte au moins deux coquilles externes comportant respectivement deux empreintes axiales sensiblement complémentaires permettant le moulage dudit segment, lesdites coquilles comprenant respectivement des faces en regard assemblées selon un plan de joint d'orientation axiale, lesdites empreintes déterminant conjointement une zone agencée radialement en retrait de l'enveloppe cylindrique au niveau dudit plan de joint.

Selon différents modes de réalisation de l'invention qui pourront être prise ensemble ou séparément,

- lesdites empreintes sont semi-cylindriques,

- l'une desdites empreintes détermine la première partie angulaire active du boisseau, - lesdites empreintes déterminent conjointement la deuxième partie angulaire inactive du boisseau, - les coquilles comportent à leur jonction des portions de méplat agencées dans le prolongement l'une de l'autre qui déterminent ladite zone agencée en retrait,

- ledit moule comporte au moins un noyau axial interne dont un premier tronçon sensiblement cylindrique détermine intérieurement le segment,

- ledit moule comporte un unique noyau dont le premier tronçon sensiblement cylindrique s'étend suivant toute une longueur des empreintes des coquilles,

- chaque coquille comporte une empreinte qui est fermée à une extrémité par une paroi qui est destinée à s'ajuster avec une paroi complémentaire de la coquille opposée et avec une face d'extrémité du premier tronçon sensiblement cylindrique du noyau, et qui débouche du côté opposé dans une cavité qui est destinée à recevoir une partie complémentaire d'un second tronçon d'immobilisation du noyau dans le moule.

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 à boisseau tournant ;

- la figure 2 est une vue en perspective d'un segment pour la vanne de la figure 1 ;

- les figures 3A et 3B sont des vue schématiques de moules pour la réalisation du segment pour la vanne de la figure 1 ;

- la figure 4 est une vue schématique en coupe axiale du segment obtenu avec le moule de la figure 3A ;

- les figures 5A et 5B sont des vue schématiques illustrant des variantes de moules pour la réalisation d'un segment pour une vanne à boisseau tournant; - la figure 6 est une vue schématique en coupe transversale du moule des figures 5A et

5B;

- la figure 7 est une vue en perspective d'un segment pour une vanne selon l'invention ; - la figure 8 est une vue en coupe transversale du segment de la figure 7. 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 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 voie de dérivation pourra comprendre d'autres échangeurs de chaleur. L'alésage 16 reçoit un boisseau 26 monté axialement rotatif autour d'une direction axiale "A". Le boisseau 26 est monté rotatif autour d'un fût axial fixe 27 qui s'étend à partir d'une paroi de fond (non représentée) de l'alésage 20.

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. Le segment d'étanchéité 30 comporte une paroi périphérique externe 36 dont une partie active 35 est destinée à assurer l'étanchéité avec la paroi 20 de l'alésage 16.

A cet effet, de manière non limitative de l'invention, le moyeu 28 comporte un bras radial 32 dont une extrémité 34 est destinée à être reçue dans une encoche complémentaire (non représentée) 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 avantageusement 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'illustre la figure 1 , le jonc 40 présente ici 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. Lesdites gouttières sont formées, par exemple, dans l'épaisseur de matière dudit jonc 40.

L'étanchéité entre les différents orifices dont l'ouverture/fermeture est déterminée par le boisseau 26 est conditionnée par l'étanchéité du segment 30 au contact de la paroi 20 de l'alésage 16. A cet effet, il est nécessaire d'une part que le segment d'étanchéité 30 soit plaqué en permanence contre la paroi 20 de l'alésage 16. Pour des raisons de simplification de fabrication, le segment 30 d'étanchéité selon l'invention est réalisé par moulage, notamment par injection d'un matériau plastique.

De nombreuses configurations d'injection ont été expérimentées.

La figure 2 représente un segment 30 obtenu après injection dans un moule (non représenté) dépourvu de plan de joint.

Un tel segment 30 est réalisé dans un moule de forme sensiblement tubulaire et il est extrait du moule selon la direction axiale "A". Ce procédé provoque des déformations importantes du segment 30 en forme de portion d'enveloppe, notamment des défauts de planéité au voisinage des extrémités 41 , 43. La figure 2 illustre un défaut de planéité 52 de l'ordre de 0.5 mm au voisinage de l'extrémité 41 . Un tel défaut 52 rend le segment 30 inutilisable.

La figure 3A représente un tel moule. Ce dernier, repéré 54, comprend deux coquilles 56, 58 destinées à former une empreinte 60. Le moule 54 détermine à l'intérieur de l'empreinte 60 un plan 62 de joint intérieur transversal agencé sensiblement à mi- hauteur de l'empreinte 60. Comme l'illustrent les flèches de la figure 3A, les coquilles 56, 58 dont extraites en les écartant l'une de l'autre selon la direction axiale "A".

Comme l'illustre la figure 4, un segment 30 obtenu par ce procédé comporte une déformation 64, notamment un retrait ou une réduction de diamètre, agencée sensiblement à mi-hauteur du segment 30, comme déjà indiqué plus haut.

On a envisagé comme l'illustre la figure 3B de compenser ce retrait par une contre- déformée 66 du moule 54. Toutefois, avec cette configuration le segment 30 ne peut plus être démoulé. Une solution permettant d'éviter une déformation du type de la déformation 64 consiste à réaliser l'injection dans un moule 54 à deux coquilles 68, 70 comportant un plan de joint axial 72. Un tel moule a été représenté aux figures figure 5A et 5B, le moule de la figure 5B prévoyant l'utilisation d'une contre-dépouille pour limiter encore mieux un tel phénomène. Ce procédé permet d'obtenir un segment 30 exempt de déformations. Toutefois, comme l'illustre la figure 6, comme le plan de joint 72 est agencé dans un plan axial, au moins une bavure 76 d'orientation parallèle à la direction axiale est formée dans la partie active 35 à la périphérie 36 du segment 30 lors du moulage.

Cette bavure tend à décoller la partie active 35 du segment 30 de la paroi 20 de l'alésage 16 de la vanne 10 lors de sa rotation et est donc la cause de fuites au sein de la vanne 10. L'invention remédie à cet inconvénient en proposant une nouvelle conception d'une vanne comportant un segment 30 dont la bavure 76 résultant du moulage est agencée dans une zone dudit segment 30 qui, préférentiellement, ne participe pas à son étanchéité avec l'alésage 20 du corps 12 de la vanne 10. A cet effet, comme l'illustre la figure 7, l'invention propose une vanne 10 du type décrit précédemment, le segment d'étanchéité 30 comporte au moins une deuxième partie angulaire 37 dite inactive qui est disposée hors de la première partie angulaire active 35 d'enveloppe cylindrique, qui est agencée radialement en retrait de l'enveloppe cylindrique du segment 30, et qui comporte la bavure 72 résultant du moulage du segment 30, cette bavure 72 étant avantageusement agencée avec un jeu déterminé "J" par rapport à une enveloppe cylindrique 39 du segment 30.

Il est à noter que ladite partie inactive pourra cependant se trouver partiellement ou en totalité en vis-à-vis d'une ouverture latérale de l'alésage destiné à une décharge de la vanne en cas de défaillance.

Comme on peut le voir à la figure 8, la deuxième partie angulaire 37 est agencée selon un retrait par exemple non constant de l'enveloppe 39, qui a été représentée ici en pointillés. Ainsi, sur la figure 8, on a représenté un retrait variant entre une valeur nulle et le retrait maximum "r".

La bavure 76 est donc positionnée en un point de la partie 37 selon lequel son épaisseur est inférieure au retrait en ce même point, de sorte qu'elle est agencée au plus avec le jeu "J" déterminé associé au retrait maximum "r". De la sorte, la partie angulaire 37 ne participant pas à l'étanchéité, la bavure 76 ne peut rentrer en contact avec la paroi 20 de l'alésage 16 et ne peut donc décoller le segment 30 dudit alésage 20. L'étanchéité du boisseau 26 est ainsi assurée. La partie 37 angulaire pourrait prendre toute forme voulue. Toutefois, pour des raisons évidentes de simplification d'usinage de la coquille du moule associée, la deuxième partie 37 de portion angulaire du segment 30 est conformée en méplat.

Le plan de joint 72 passant par l'axe A du segment 30, les intersections de ce plan de joint s'étendent ici à 180° l'une de l'autre.

Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le segment 30 s'étend sur plus de 180°. Dans cette configuration, la bavure 76 est agencée à 180° d'un bord libre 43 d'extrémité du segment 30.

Cette conception permet d'éviter que le segment 30 ne comporte deux bavures opposées qui nécessiteraient deux parties angulaires inactives 37, qui réduiraient d'autant la partie active 35. Dans cette configuration, comme l'illustre la figure 5A, un moule 54 associé comporte au moins deux coquilles externes 68, 70 comportant deux empreintes axiales 69, 71 sensiblement semi-cylindriques dont des faces en regard sont assemblées selon le plan 72 de joint d'orientation axiale, dont une détermine la première partie angulaire active 35, et qui déterminent conjointement la deuxième partie angulaire dite inactive 37, agencée à cheval de part et d'autre du plan de joint 72 qui est disposée hors de la première partie angulaire active 35 d'enveloppe cylindrique.

Il sera donc compris que les coquilles 68, 70 comportent à leur jonction des portions de méplat 78, 80, représentées sur la figure 5A en pointillés, qui sont agencées dans le prolongement l'une de l'autre et qui déterminent la deuxième partie angulaire 37 inactive du segment 30 une fois moulé.

Avantageusement, le moule 54 comporte au moins un noyau axial 82 interne dont un premier tronçon sensiblement cylindrique détermine intérieurement le segment. Cette configuration permet d'éviter tout risque de formation de bavure dans le segment 30. Par ailleurs, pour éviter également des problèmes de coaxialité qui pourraient survenir si deux noyaux internes étaient utilisés, le moule 54 comporte un unique noyau 82 dont le premier tronçon sensiblement cylindrique 84 s'étend suivant toute une longueur des empreintes des coquilles 68, 70.

Ainsi, de préférence chaque coquille 68, 70 comporte une empreinte 69, 71 qui est fermée à une extrémité 86, 88 par une paroi 90, 92 qui est destinée à s'ajuster avec une paroi complémentaire 92, 90 de la coquille opposée 68, 70 et avec une face d'extrémité 94 du premier tronçon sensiblement cylindrique du noyau 82.

A l'autre extrémité 96, 98 de chaque coquille 68, 70, l'empreinte débouche du côté opposé dans une cavité 100, 102 qui est destinée à recevoir une partie complémentaire d'un second tronçon 104 d'immobilisation du noyau 82 dans le moule 54. Cette configuration permet d'obtenir un moule 54 en trois parties apte à permettre un démoulage rapide du segment 30 en ouvrant le moule 54 suivant trois directions, comme représenté par les flèches de la figure 5A.

Même dans le cas où le segment 30 obtenu de cette manière comporterait une déformation 64 analogue à celle du segment décrit en référence à la figure 4, notamment un retrait ou une réduction de diamètre, agencée sensiblement à mi-hauteur du segment 30, ce retrait peut être compensé par une contre-déformée 66 du moule 54, comme représenté à la figure 5B. Dans cette configuration le segment 30 peut également être démoulé.

L'invention propose donc une vanne 10 comportant un segment dont l'étanchéité est particulièrement fiable.