Arrière-plan de l'invention L'invention concerne une vanne à liquide, notamment pour un échangeur de chaleur à liquide, en particulier dans une installation de climatisation de véhicule automobile.

Un échangeur de chaleur à liquide comprend un ensemble de tubulures associées à des éléments radiants et raccordées à des conduites d'amenée et de retour pour un liquide caloporteur.

Dans une installation de climatisation de véhicule automobile à moteur thermique, le liquide caloporteur est le liquide de refroidissement du moteur.

Selon les besoins en chauffage d'air pour le réchauffage de l'habitacle du véhicule, ou pour des fonctions de dégivrage ou de désembuage, il est souhaitable de pouvoir moduler l'alimentation de l'échangeur de chaleur. A cet effet, une vanne à liquide est montée sur la conduite d'alimentation pour ouvrir ou fermer le passage vers l'échangeur de chaleur, de façon sélective. Un conduit de dérivation est monté entre la conduite d'amenée et la conduite de retour pour dévier le liquide directement vers la conduite de retour lorsque l'accès à l'échangeur de chaleur par la conduite d'amenée est fermé au moyen de la vanne.

Une telle vanne comprend un dispositif d'obturation pour obturer un des orifices qui s'ouvrent dans une enceinte cylindrique délimitée par le corps de vanne et à travers lesquels la conduite d'alimentation débouche dans le corps de vanne. Le dispositif d'obturation est entraîné en rotation pour tre déplacé vers ou à partir d'une position de fermeture de l'orifice. A cet effet, le dispositif d'obturation est solidaire d'un axe d'entraînement qui fait saillie à travers une face du corps de vanne. Selon les besoins en chauffage, l'orifice peut tre obturé ou non par actionnement manuel d'un organe de manoeuvre, ou par commande d'un moteur, couplé à l'axe d'entraînement. Lorsque les besoins en chauffage sont nuls, il est souhaitable que l'orifice de la conduite d'amenée soit obturé de façon étanche. Si ce n'était pas le cas, une fuite de liquide caloporteur vers

l'échangeur de chaleur apporterait des calories indésirables, et ce d'autant lorsque l'air de ventilation de l'habitacle traversant l'échangeur doit tre par ailleurs refroidi.

Une obturation étanche de l'orifice de la conduite d'amenée nécessite une application du dispositif d'obturation avec étanchéité sur la paroi interne de l'enceinte du corps de vanne, autour de l'orifice.

Toutefois, cette application étanche ne doit pas tre réalisée au détriment d'une manoeuvre aisée du dispositif d'obturation, notamment lorsque celui-ci doit tre manoeuvré de façon répétitive pour moduler l'alimentation de l'échangeur de chaleur en liquide caloporteur.

Objet et résumé de l'invention L'invention a pour but de fournir une vanne permettant de résoudre cette difficulté tout en conservant une construction simple et peu coûteuse.

Ce but est atteint grâce à une vanne de type défini plus haut dans laquelle, conformément à l'invention, le dispositif d'obturation comporte : - un rotor solidaire en rotation de l'axe d'entraînement, - une porte d'obturation d'au moins un des orifices déplaçable en rotation sous l'action du rotor vers et à partir d'une position de fermeture dans laquelle elle fait face à l'orifice à obturer, un jeu angulaire étant ménagé en rotation entre le rotor et la porte, et la porte étant en outre mobile radialement par rapport au rotor, - au moins une pièce formant biellette prenant appui avec articulation sur le rotor et sur la porte pour convertir un déplacement en rotation du rotor en un déplacement radial de la porte lorsqu'elle est parvenue en position de fermeture afin d'amener la porte en position avancée en contact étanche avec la paroi de l'enceinte autour de l'orifice à obturer, et - des moyens de rappel élastique pour ramener radialement la porte en position rétractée éloignée de la paroi de l'enceinte lorsqu'elle est déplacée par le rotor vers une position ouverte à partir de sa position de fermeture.

Ainsi, la porte est ramenée en position rétractée dès qu'elle est déplacée à partir de sa position de fermeture, de sorte qu'aucun contact ne se produit entre la paroi interne de l'enceinte et la porte lorsque celle-ci est déplacée. De la sorte, l'entraînement de la porte en rotation n'est pas affecté par des frottements entre la paroi de l'enceinte et un joint d'étanchéité prévu sur la porte, et des risques de détérioration rapide d'un tel joint d'étanchéité sont évités.

Avantageusement, une butée est formée dans le corps de vanne pour définir la position de fermeture de la porte. Le déplacement radial de la porte vers sa position avancée, lorsqu'elle est parvenue en butée, est provoqué par la continuation de la rotation du rotor, sur une distance correspondant au jeu angulaire entre le rotor et la porte.

La ou chaque pièce formant biellette interposée entre le rotor et la porte d'obturation pourra tre réalisée de différentes façons. On pourra par exemple utiliser une pièce à profil allongé, par exemple à profil en forme de 8, ayant deux parties d'extrémité articulées dans des logements respectifs formés dans des parois en regard du rotor et de la porte, la partie d'extrémité articulée sur le rotor étant solidaire en rotation de celui-ci.

L'invention a aussi pour objet un échangeur de chaleur d'une installation de climatisation de véhicule automobile ayant une conduite d'alimentation sur laquelle est montée une vanne telle que définie ci-avant.

Avantageusement, un conduit de dérivation est monté entre la conduite d'alimentation et une conduite de retour de l'échangeur, et s'ouvre dans l'enceinte du corps de vanne, et le rotor est solidaire en rotation d'une paroi d'obturation du conduit de dérivation, la paroi d'obturation du conduit de dérivation et la porte d'obturation de la conduite d'amenée ayant des positions angulaires telles que l'accès au conduit de dérivation est ouvert lorsque la porte d'obturation est en position de fermeture et que l'accès au conduit de dérivation est fermé lorsque la porte d'obturation est éloignée de sa position de fermeture.

Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique partielle d'un échangeur de chaleur ; -la figure 2 est une vue partielle externe de la vanne à liquide de l'échangeur de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique en coupe selon le plan ttt-ttt de la figure 5, avec la porte en position de fermeture et rétractée ; -les figures 4 à 6 sont des vues schématiques en coupe selon le plan IV-IV de la figure 3 montrant le rotor et la porte d'obturation respectivement dans une position d'ouverture de la porte, dans la position de fermeture et rétractée de la porte (comme sur la figure 3), et dans la position de fermeture et avancée de la porte ; -la figure 7 est une vue partielle semblable à celle de la figure 3, mais avec la porte en position de fermeture et avancée (comme sur la figure 6).

Description détaillée d'un mode de réalisation Dans la description qui suit, on se réfère à une application particulière de l'invention, à savoir une vanne à liquide pour l'alimentation d'un échangeur de chaleur, notamment dans une installation de climatisation de véhicule automobile. Toutefois, le domaine de l'invention n'est pas limité à une telle application et englobe celles où des vannes à liquide sont utilisées, en particulier des vannes à liquide à manoeuvres répétitives.

La figure 1 montre un échangeur à liquide 10 comprenant, de façon bien connue, des tubulures associées à des éléments radiants (non représentés) et communiquant avec des conduites parallèles d'amenée 12 et de retour 14 pour un liquide caloporteur. Les conduites 12 et 14 se raccordent à leurs extrémités 12a 14a à des conduits (non représentés) d'un circuit de refroidissement moteur. Un conduit de dérivation 16 relie les conduites 12 et 14 à l'extérieur de

l'échangeur 10 proprement dit. Le conduit 16 s'étend entre les conduites 12 et 14, perpendiculairement à celles-ci.

Une vanne à liquide 20 est montée sur la conduite d'amenée 12. Le raccordement entre la conduite d'amenée 12 et le conduit de dérivation 16 est réalisé au sein de la vanne 20.

La vanne 20 comprend un corps de vanne 22 qui, avec un couvercle 23, délimite une enceinte cylindrique 24 (figures 3 à 6).

La conduite d'amenée 12 débouche dans l'enceinte 24 à travers des orifices d'entrée 25 et de sortie 26 alignés radialement, tandis que le conduit de dérivation 16 débouche dans l'enceinte 24 à travers un orifice 28 dont l'axe est sensiblement perpendiculaire à celui des orifices 25 et 26.

L'obturation sélective de la conduite d'amenée 12 est assurée au moyen d'une porte 30 mobile en rotation dans l'enceinte 24 vers et à partir d'une position de fermeture dans laquelle elle fait face à l'orifice de sortie 26 situé du côté de l'échangeur 10. Dans sa position de fermeture, la porte 30 est en contact par un de ses côtés 30a avec une butée 21 formée par une nervure de la paroi interne du corps de vanne 22. A sa face externe, la porte 30 présente le long de ses bords un logement continu pour un joint d'étanchéité 39.

La porte 30 est actionnée par un rotor 40 mobile en rotation dans l'enceinte 24, autour de l'axe de celle-ci. Le rotor 40 est solidaire d'un axe d'entraînement 42 qui fait saillie hors du corps de vanne en traversant de façon étanche une paroi 22a du corps de vanne 22. L'axe 42 est couplé à un organe d'actionnement manuel ou à un moteur (non représentés) pour entraîner le rotor en rotation alternativement dans un sens et dans l'autre sur une plage angulaire prédéterminée.

Dans l'exemple illustré, l'axe 42 se termine par un carré 42a (figure 1) pour couplage avec un organe de transmission de mouvement, par exemple un levier (non représenté) lui-mme couplé à l'organe d'actionnement manuel ou au moteur d'entraînement, par exemple par câble.

Le rotor 40 a une forme générale d'un cylindre creux avec deux parois d'extrémité ou flasques 44a, 44b reliés entre eux par une partie de paroi externe cylindrique 46 et par un barreau 50. Le flasque 44a et 44b sont échancrés le long d'un secteur incluant l'emplacement

de la porte 30. Le flasque 44a est solidaire de l'axe 42, tandis que le flasque 44b se prolonge par un axe 48 qui est logé dans un palier formé dans le couvercle 23 du corps de vanne 22 opposé à la paroi 22a.

Des joints d'étanchéité toriques 41K, 41 a sont interposés entre le corps de vanne et le couvercle 23, ainsi qu'entre l'axe 42 et la paroi 22a.

La partie de paroi externe 46 constitue une paroi d'obturation de l'orifice 28 d'accès au conduit de dérivation, tandis que le barreau 50 constitue l'organe d'actionnement de la porte 30.

Bien entendu, les flasques 44a, 44b pourront tre reliés par des montants axiaux supplémentaires, tout en ménageant des ouvertures suffisantes à la périphérie du rotor pour permettre la circulation du liquide.

Le barreau 50 est en prise avec la porte 30 par l'intermédiaire d'une partie profilée 52 à section en T qui se loge avec un jeu tant radial que circonférentiel à l'intérieur d'un logement 32 également à section en T, formé axialement dans la paroi arrière de la porte 30.

La partie 52 du barreau 50 a des ailes 52a 52b qui sont logées dans les côtés 32a, 32b du logement 32. Un jeu angulaire ou circonférentiel, J est ménagé entre la partie 52 du barreau 50 et la porte 30.

L'engagement de la partie 52 du barreau 50 dans le logement 32 est réalisé avec également un jeu radial.

Une biellette 60 s'étend axialement entre le barreau 50 et la porte 30, en prenant appui avec articulation sur ceux-ci. Dans l'exemple illustré, la biellette 60 est constituée par un profilé à section en forme de 8 s'étendant axialement. Le profilé a une première partie 62 qui se loge en étant articulée dans un logement 54 formé dans la paroi externe de la partie 52 du barreau 50 et une deuxième partie 64 qui se loge en étant articulée dans un logement 34 formé dans la paroi de fond du logement 32 de la porte 30.

On notera que le logement 54 est dissymétrique par rapport au plan radial médian de la partie 52 du barreau 50. L'un des bords du logement 54 forme un épaulement 54b qui constitue une butée

limitant le débattement angulaire de la biellette 60 lorsque celle-ci atteint une position dressée dans laquelle son plan médian longitudinal P est sensiblement radial (figure 6). L'autre bord 54a du logement 54 est dégagé pour permettre une rotation de la biellette 60 jusqu'à une position couchée dans laquelle le plan médian de la biellette fait un angle par rapport à la direction radiale.

Des lames de ressort 66,68 (représentées de façon symbolique sur les figures 4 à 6) sont interposées entre les ailes 52a, 52b et des rebords 36a 36b situés de chaque côté de l'ouverture du logement 32, en regard des faces internes des ailes 52a, 52b. Les lames 66,68 sont par exemple fixées sur un relief central des rebords 36a 36b (voir figure 3) et exercent sur la porte 30 une force rappelant celle-ci radialement vers le rotor 50.

Le fonctionnement de la vanne décrite ci-avant est le suivant (figures 4 à 6).

Lorsque la porte 30 est déplacée vers sa position de fermeture par rotation du rotor (flèche F), l'entraînement est assuré par appui du profilé 52, via notamment l'épaulement 54b, sur la partie 64 de la biellette 60. La biellette 60 est en position couchée sous l'effet des lames de ressort 66,68 qui exercent sur la porte 30 une force élastique maintenant la porte dans une position rétractée dans laquelle la face externe de la porte 30 et le joint d'étanchéité 39 sont éloignés de la paroi interne du logement 24. Il n'y a donc aucun frottement sur cette paroi interne lors de la rotation de la porte 30.

Lorsque la porte 30 parvient en position de fermeture au contact de la butée 21 (figures 3 et 5), la paroi externe de la porte 30 fait face à l'orifice 26, la position de la butée 21 étant choisie à cet effet.

Grâce au jeu J, la rotation du rotor peut tre poursuivie dans le mme sens (flèche F), jusqu'à ce que l'aile 52a du barreau 50 vienne au contact du fond du côté 32a du logement 32 (figure 6). Pendant la poursuite de la rotation du rotor, celui-ci exerce une poussée sur la partie 62 de la biellette 60, par l'intermédiaire de l'épaulement 54b du logement 54, ce qui a pour effet de faire basculer la biellette 60 de sa position couchée à sa position dressée. La biellette 60 exerce alors une poussée sur la porte 30, à l'encontre de la force de rappel exercée par

les lames élastiques 66,68 qui sont comprimées, ce qui plaque le joint d'étanchéité 39 avec pression contre la paroi interne du corps de vanne 22, autour de l'orifice 26 (figures 6,7). L'orifice 26 est donc obturé de façon parfaitement étanche.- Un déplacement ultérieur du rotor 40 en sens opposé (contraire à la flèche F) provoque un basculement de la biellette 60 vers sa position couchée contre le bord 54a du logement 54 (figure 4), avec déplacement radial de la porte 30 en position rétractée, et un entraînement en rotation de la porte vers une position d'ouverture par contact de l'aile 52b du barreau 50 avec le fond du côté 32b du logement 32.

Le déplacement rotation de la porte 30 est arrté lorsque celle-ci atteint une position entièrement ouverte (montrée en traits interrompus sur la figure 4). Dans cette position du rotor 40, la paroi 46 vient obturer l'orifice 28 d'accès au conduit de dérivation.

On notera qu'un léger jeu est ménagé entre la paroi d'obturation 46 et la paroi interne du corps de vanne 22, de sorte que l'obturation de l'orifice 28 n'est pas réalisée de façon totalement étanche. Cela ne présente pas de réel inconvénient. On pourra toutefois, si cela est jugé nécessaire, prévoir une obturation étanche de l'orifice 28 au moyen d'un montage analogue à celui utilisé pour obturer l'orifice 26.

Les positions angulaires de la paroi d'obturation 46 et du barreau 50 avec la porte 30 sont déterminées pour assurer l'ouverture complète de l'orifice 28 lorsque la porte 30 est en position de fermeture et l'obturation de l'orifice 28 lorsque la porte est en position d'ouverture complète. La position angulaire de l'orifice 28, par rapport aux orifices 25 et 26, est choisie de manière que la paroi d'obturation 46, lorsque l'orifice 28 est dégagé, se trouve le long de la paroi interne du corps de vanne, sans empiéter sur l'orifice d'entrée 25 (figures 5 et 6).

La vanne selon l'invention est remarquable en ce que la manoeuvre de la porte n'induit aucun frottement sur la paroi interne du corps de vanne, tout en autorisant une fermeture étanche de la porte par déplacement radial de celle-ci lors de la phase finale de rotation du rotor, après que la porte soit parvenue en position de

fermeture. La conversion du mouvement final de rotation du rotor en déplacement radial de la porte peut tre assuré par plusieurs biellettes, par exemple deux formant un parallélogramme déformable avec le barreau 50 et la porte 30. Des formes autres qu'un profilé à section en 8 pourront bien entendu tre conférées à la ou aux biellettes.