La présente invention concerne une vanne thermostatique.

L’invention s’intéresse en particulier aux vannes thermostatiques qui sont utilisées dans les circuits de refroidissement de moteurs thermiques, notamment ceux des véhicules automobiles, des poids-lourds, des deux roues et des moteurs stationnaires. Ceci étant, ce domaine d’application n’est pas limitatif de l’invention, dans le sens où la vanne conforme à l’invention est utilisable dans divers autres circuits de fluide, par exemple les circuits de refroidissement de boîtes de vitesse, les circuits d’huile, etc.

Dans de nombreuses applications du domaine fluidique, notamment pour le refroidissement de moteurs thermiques, des vannes thermostatiques sont utilisées pour réguler l’écoulement d’un fluide à travers la vanne, c’est-à-dire répartir ce fluide entre différentes voies d’écoulement via la vanne, notamment en fonction de la température de ce fluide. Ces vannes sont dites thermostatiques, dans le sens où le déplacement de leur(s) obturateur(s) interne(s) vis-à-vis de siège(s) fixe(s) de la vanne est commandé par un élément thermostatique, c’est-à-dire un élément qui comprend un corps, contenant une matière thermodilatable, et un piston, plongé dans cette matière thermodilatable, le corps et le piston étant déplaçables l’un par rapport à l’autre en translation selon l’axe longitudinal du piston.

L’invention s’intéresse plus spécifiquement aux vannes à au moins trois voies, notamment qui répartissent au moins une entrée de fluide entre au moins deux sorties de fluide ou bien qui alimentent au moins une sortie de fluide par au moins deux entrées de fluide. Ces vannes à au moins trois voies sont typiquement utilisées pour réguler la circulation d’un fluide de refroidissement vis-à-vis, à la fois, d’un moteur à refroidir par ce fluide et d’un échangeur de chaleur, en particulier un radiateur, refroidissant ce fluide : lorsque le fluide présente une trop forte température au niveau de la vanne, cette dernière l’envoie à l’échangeur via une voie dédiée pour y être refroidi avant d’être envoyé au moteur à refroidir puis retourné à la vanne, tandis que, lorsque la température du fluide est suffisamment basse au niveau de la vanne, cette dernière envoie le fluide directement au moteur d’où il est renvoyé à la vanne, via une voie de dérivation ne passant pas par l’échangeur, communément appelée voie de by-pass. Pour ce faire, la vanne inclut un obturateur, qui commande la circulation du fluide dans la voie principale, et un autre obturateur, qui commande la circulation du fluide dans la voie de by-pass. EP 2 104 015 A1 divulgue un exemple d’une telle vanne, dans lequel le même élément thermostatique actionne les deux obturateurs de manière inverse. Un autre exemple d’une telle vanne est fourni par DE 20 2010 017 643 U1 qui divulgue une vanne comportant deux obturateurs, à savoir un clapet principal et un clapet de bipasse : le clapet principal est porté par la partie mobile d’un élément thermostatique de manière à être entrainé en ouverture/fermeture par rapport à un siège intégré à un boitier de la vanne, ce siège étant formé par un corps principal du boitier ; le clapet de bipasse est lui aussi porté par la partie mobile de l’élément thermostatique, et ce de manière à être entrainé en ouverture/fermeture par rapport à un siège intégré au boitier de la vanne, ce siège étant formé par un anneau dédié qui est rapporté de manière étanche à l’intérieur du corps principal du boitier ; les deux clapets s’ouvrent de manière simultanée et se ferment également de manière simultanée.

La conception d’une telle vanne thermostatique est plus ou moins complexe selon, entre autres, le nombre d’obturateurs, les contraintes d’implantation de la vanne, et les spécificités de la régulation d’écoulement à travers la vanne. Une approche courante dans le domaine consiste à ce que le boîtier de la vanne, auquel une partie fixe de l’élément thermostatique est liée fixement et qui intègre le ou les sièges fixés du ou desquels le ou les obturateurs sont respectivement commandés en déplacement pour réguler l’écoulement de fluide à travers la vanne, soit réalisé en plusieurs pièces distinctes, qui sont assemblées fixement les unes aux autres lors de l’assemblage de la vanne. DE 10 2009 050 550 divulgue un exemple de cette approche. En pratique, le recours à plusieurs pièces pour former le boîtier de la vanne peut toutefois compliquer l’assemblage de la vanne, en augmentant le nombre d’opérations d’assemblage nécessaires. Le coût d’ensemble de la vanne peut s’en trouver affecté.

Le but de la présente invention est de proposer une nouvelle vanne thermostatique qui, tout en assurant une régulation d’écoulement spécifique, soit économique, fiable et facile à assembler.

A cet effet, l’invention a pour objet une vanne thermostatique, telle que définie à la revendication 1 .

Grâce à l’invention, une seule et même pièce formant le boîtier de la vanne thermostatique intègre les deux sièges vis-à-vis desquels les deux obturateurs sont déplaçables. Ces deux obturateurs sont commandés en déplacement par la partie mobile de l’élément thermostatique de manière à, lors d’une dilatation de la matière thermodilatable de l’élément thermostatique, s’ouvrir tous les deux mais l’un après l’autre, c’est-à-dire pour des déploiements respectifs de la partie mobile vis-à-vis de la partie fixe de l’élément thermostatique, qui sont différents l’un de l’autre. Une telle régulation de l’écoulement de fluide à travers la vanne conforme à l’invention permet ainsi que (i) lorsque la matière thermodilatable n’est pas ou est insuffisamment dilatée, les deux obturateurs sont fermés, ce qui coupe l’écoulement de fluide à travers le boîtier de la vanne, (ii) lorsque la matière thermostatique est dilatée et induit un déploiement de la partie mobile, vis-à-vis de la partie fixe, qui reste en-deçà d’une course prédéterminée non nulle, un premier des deux obturateurs reste fermé tandis que le second obturateur s’ouvre, ce qui permet l’écoulement de fluide entre deux des trois voies du boîtier de la vanne, et (iii) lorsque la matière thermodilatable est tellement dilatée qu’elle induit un déploiement de la partie mobile au- delà de la course prédéterminée précitée, les deux obturateurs sont ouverts, ce qui permet l’écoulement de fluide à travers la vanne entre les trois voies du boîtier. Les spécificités de cette régulation sont toutes mises en œuvre en recourant, pour le boîtier, à une structure monobloc, par exemple en métal, typiquement en aluminium, ou en matière plastique : le nombre de pièces de la vanne conforme à l’invention s’en trouve limité. De plus, en prévoyant que, en projection orthogonale sur un plan géométrique perpendiculaire à l’axe de l’élément thermostatique, le premier obturateur est inscrit à l’intérieur du siège associé au second obturateur, l’assemblage de la vanne conforme à l’invention s’en trouve également simplifié, en permettant au premier obturateur d’être introduit à l’intérieur du boîtier via l’intérieur du siège associé au second obturateur. La facilité de cet assemblage peut être renforcée moyennant des aménagements avantageux qui seront détaillés par la suite. Dans tous les cas, la vanne conforme à l’invention s’avère ainsi pratique et économique.

Des caractéristiques additionnelles avantageuses de la vanne thermostatique conforme à l’invention sont spécifiées aux revendications 2 à 9.

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d’une vanne conforme à l’invention ;

- la figure 2 est une coupe partielle dans le plan II de la figure 1 , illustrant la vanne dans une configuration de fonctionnement ; et

- les figures 3, 4 et 5 sont des vues similaires à la figure 2, illustrant la vanne dans des configurations de fonctionnement respectives, qui sont à la fois différentes les unes des autres et différentes de la configuration de fonctionnement illustrée à la figure 2.

Sur les figures 1 à 5 est représentée une vanne thermostatique 1 permettant de réguler la circulation d’un fluide entre au moins trois voies raccordées à un circuit auquel la vanne 1 appartient. Ce fluide est par exemple un fluide de refroidissement, la vanne 1 appartenant alors par exemple à un circuit de refroidissement d’un moteur thermique, notamment d’un moteur de véhicule automobile.

Dans le mode de réalisation considéré sur les figures, les voies précitées sont au nombre de trois et sont respectivement référencées 1 A, 1 B et 1 C. Comme expliqué en détail par la suite, la vanne 1 permet de commander l’écoulement du fluide au travers d’elle, depuis au moins l’une des voies 1A, 1 B et 1C à au moins une autre de ces voies. Les voies 1 A, 1 B et 1 C constituent soit une entrée et deux sorties de fluide, soit deux entrées et une sortie de fluide vis-à-vis de la vanne 1 .

A titre d’exemple applicatif non limitatif, qui sera ré-évoqué par la suite, lorsque la vanne 1 appartient à un circuit de refroidissement d’un moteur, la voie 1A constitue une entrée de fluide, provenant du moteur à refroidir par ce fluide, tandis que, d’une part, la voie 1 B constitue une première sortie de fluide, envoyant le fluide à un échangeur de chaleur, tel qu’un radiateur, conçu pour abaisser la température du fluide le traversant, avant que ce fluide ne soit envoyé au moteur à refroidir, et, d’autre part, la voie 1C constitue une seconde sortie de fluide, qui envoie le fluide au moteur sans passer par l’échangeur de chaleur précité. La voie 1 C peut par exemple être raccordée et ainsi alimenter une dérivation, couramment appelée by-pass. Ainsi, le fluide de refroidissement envoyé au moteur par la vanne 1 vient au moins des voies 1 B et 1 C et, après avoir refroidi ce moteur, est renvoyé à la vanne, plus précisément à au moins sa voie 1A. Ceci étant, l’exemple applicatif détaillé ci-avant n’est pas restrictif pour la vanne 1 , dans le sens où cette vanne est utilisable dans de multiples autres contextes pour le circuit précité. Par exemple, en variante à l’exemple applicatif précité, la voie 1C peut être prévue pour l’écoulement du fluide vers ou depuis un aérotherme, notamment destiné au chauffage de l’habitacle d’un véhicule équipé du moteur précité.

La vanne 1 comprend un boîtier 10 qui est monobloc, c’est-à-dire constitué d’une seule pièce. Autrement dit, le boîtier 10 présente une structure monolithique et est ainsi manipulable d’un seul tenant, notamment lors de l’assemblage de la vanne 1. En pratique, le boîtier 10 est réalisé en une matière plastique ou bien en un alliage métallique, notamment à base d’aluminium.

Le boîtier 10 définit les voies 1 A, 1 B et 1 C, dans le sens où le reste de la vanne 1 régule l’écoulement du fluide à travers le boîtier 10 entre les voies 1A, 1 B et 1C. L’écoulement du fluide à travers le boîtier 10 est schématisé par des flèches ondulées sur les figures 2 à 5.

Dans le mode de réalisation considéré sur les figures, le boîtier 10 inclut un conduit 11 , qui canalise le fluide selon la voie 1 B et qui est raccordable au circuit précité. En pratique, la forme de réalisation du conduit 11 n’est pas limitative, ce conduit 11 pouvant d’ailleurs être remplacé par des aménagements alternatifs visant à raccorder la voie 1 B au circuit précité. De plus, comme illustré sur les figures 2 à 5, le boîtier 10 est conçu pour être rapporté fixement à une enveloppe 2, appartenant au circuit précité et comprenant des conduits 3 et 4. Lorsque le boîtier 10 est fixé à cette enveloppe 2, le conduit 3 est raccordé au boîtier 10 en étant en communication avec la voie 1 A et le conduit 4 est raccordé au boîtier 10 en étant en communication avec la voie 1 C. Là encore, la forme de réalisation de l’enveloppe 2 n’est pas limitative, si bien que cette enveloppe 2 n’est d’ailleurs représentée que de manière partielle et schématique sur les figures 2 à 5. A titre d’exemple non limitatif, l’enveloppe 2 appartient à un carter du moteur précité. Par ailleurs, les aménagements du boîtier 10 relatifs à sa fixation à l’enveloppe 2 ne sont pas limitatifs et ne sont donc représentés que de manière partielle et schématique sur les figures.

La vanne 1 comporte un élément thermostatique 20 qui est centré sur un axe géométrique X-X. Cet élément thermostatique 20 inclut un corps 21 , centré sur l’axe X-X et contenant une matière thermodilatable, telle qu’une cire, non visible sur les figures. L’élément thermostatique 20 comprend également un piston 22, dont l’axe géométrique longitudinal est aligné sur l’axe X-X et dont une partie axiale terminale est engagée à l’intérieur du corps 21 de manière que la matière thermodilatable contenue dans ce corps 21 puisse agir sur cette partie axiale terminale du piston 22. Le corps 21 et le piston 22 sont mobiles l’un par rapport à l’autre en translation selon l’axe X-X : sous l’effet d’une dilatation de la matière thermodilatable, le piston 22 se déploie à l’extérieur du corps 21 , tandis que, lors d’une contraction de la matière thermodilatable, le piston est escamotable à l’intérieur du corps 21 .

A l’état assemblé de la vanne 1 , le piston 22 de l’élément thermostatique 20 est lié fixement au boîtier 10. Plus précisément, la partie terminale de ce piston 22, opposée à celle agencée à l’intérieur du corps 21 , est liée fixement, au moins suivant l’axe X-X, à une paroi 12 du boîtier 10, agencée en travers de l’axe X-X. En pratique, diverses formes de réalisation sont envisageables en ce qui concerne la liaison fixe de la partie terminale précitée du piston 22 à la paroi 12 du boîtier 10 : cette liaison fixe peut être réalisée soit uniquement par appui axial, soit par fixation amovible, de type clipsage ou emmanchement glissant, soit par solidarisation à demeure de type emmanchement en force, surmoulage ou ajout d’un système mécanique de maintien. Dans tous les cas, on comprend que, lorsque la matière thermodilatable contenue dans le corps 21 se dilate ou se contracte, le piston 22 est maintenu immobile par rapport au boîtier 10, du fait de la liaison fixe de sa partie terminale précitée à la paroi 12 de ce boîtier, tandis que le corps 21 s’écarte, respectivement se rapproche, du piston 22 suivant l’axe X-X.

Dans le mode de réalisation considéré ici, l’élément thermostatique 20 est dit piloté, dans le sens où son piston 22 intègre une résistance électrique chauffante, qui n’est pas visible sur les figures et qui, lorsqu’elle est alimentée en électricité, génère de la chaleur. Cette chaleur est transmise à la matière thermodilatable contenue dans le corps 21 aux fins de la dilatation de cette matière, et ce en complément ou en remplacement de la chaleur que peut apporter le fluide dans lequel se trouve le corps 21 . A cet effet, le boîtier 10 est équipé d’éléments de raccordement électrique entre cette résistance électrique chauffante et l’extérieur du boîtier 10, ces éléments de raccordement électrique étant typiquement agencés en travers de la paroi 12 du boîtier. En pratique, les aménagements de la vanne 1 relatifs au pilotage de son élément thermostatique 20 sont connus en soi dans le domaine et ne seront pas décrits ici plus avant. En variante non représentée, l’élément thermostatique 20 n’est pas piloté, c’est-à-dire qu’il est dépourvu de toute résistance électrique chauffante : dans ce cas, réchauffement de la matière thermodilatable est induit exclusivement par la chaleur du fluide dans lequel se trouve le corps 21 .

Par commodité, la suite de la description est orientée par rapport à l’axe X-X en considérant que :

- « vers le bas » ou des expressions similaires correspondent à une direction qui est parallèle à l’axe X-X et dont le sens correspond à une direction de déploiement pour le corps 21 de l’élément thermostatique 20, c’est-à-dire la direction dans laquelle le corps 21 se déploie, autrement dit s’écarte, vis-à-vis du piston 22 lorsque la matière thermodilatable contenue dans le corps 21 se dilate, et

- « vers le haut » ou des expressions similaires correspondent à une direction qui est parallèle à l’axe X-X et dont le sens correspond à une direction de rappel pour le corps 21 , c’est-à-dire la direction dans laquelle ce corps 21 se rapproche du piston 22, autrement dit est rappelé vers le piston 22, lorsque la matière thermodilatable se contracte.

La vanne 1 comprend également un obturateur 30. Cet obturateur 30 est déplaçable selon l’axe X-X par rapport à un siège 13, qui est intégré au boîtier 10, de manière à ouvrir et fermer un passage 14 mettant en communication les voies 1A et 1 B à travers le boîtier 10. Le passage 14 est délimité par une partie 10.1 du boîtier 10, qui intègre le siège 13, c’est-à-dire que le siège 13 est lié fixement à demeure à la partie 10.1 du boîtier 10, notamment en étant venu de matière avec cette partie 10.1. Dans le mode de réalisation considéré aux figures, la partie 10.1 du boîtier 10 inclut également le conduit 11 et la paroi 12. Dans tous les cas, l’obturateur 30 est ainsi déplaçable entre :

- une configuration fermée, qui est illustrée sur les figures 2 et 3 et dans laquelle l’obturateur 30 ferme le passage 14, en étant en contact avec le siège 13, ce contact étant étanche dans le sens où, à des fuites marginales près, il empêche le fluide de s’écouler entre les voies 1 A et 1 B à travers le boîtier 10, et

- une configuration ouverte, qui est illustrée sur les figures 4 et 5 et dans laquelle l’obturateur 30 ouvre le passage 14, en étant écarté du siège 13 pour autoriser le fluide à s’écouler entre les voies 1A et 1 B à travers le boîtier 10, ce qui, dans l’exemple applicatif défini plus haut, revient à permettre qu’au moins une partie du fluide entrant par la voie 1 A soit envoyée, à travers le boîtier 10, dans la sortie de la voie 1 B. Pour commander en déplacement l’obturateur 30, ce dernier est porté par le corps 21 de l’élément thermostatique 20 de sorte que, lors de la dilatation de la matière thermodilatable contenue dans ce corps 21 et donc du déploiement axial correspondant du corps 21 vis-à-vis du piston 22, le corps 21 déplace l’obturateur 30 par rapport au boîtier 10 de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, moyennant l’écartement axial de l’obturateur 30 vis-à-vis du siège 13. Plus précisément, lorsque le corps 21 est ainsi déployé en-deçà d’une course prédéterminée, notée A sur la figure 3, l’obturateur 30 est déplacé par le corps 21 tout en restant dans la configuration fermée, comme illustré par les figures 2 et 3, tandis que, lorsque le corps 21 est déployé au-delà de la course prédéterminée A, l’obturateur 30 est déplacé par le corps 21 en étant passé dans la configuration ouverte, comme illustré par les figures 4 et 5. Ainsi, pour passer l’obturateur 30 de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, la dilatation de la matière thermodilatable doit être suffisamment importante pour que le déploiement du corps 21 par rapport au piston 22 dépasse la course prédéterminée A, tandis que, tant que le déploiement du corps 21 par rapport au piston 22 reste inférieur à la course prédéterminée A du fait que la dilatation de la matière thermodilatable est moindre, l’obturateur 30 est déplacé de manière correspondante par rapport au boîtier 10 tout en restant en configuration fermée.

A cet effet, dans le mode de réalisation considéré sur les figures, le siège 13 comprend une surface de contact 13A, qui est cylindrique, en étant centrée sur l’axe X-X, et dont l’étendue axiale est égale à la course prédéterminée A. Dans le mode de réalisation considéré ici, la surface de contact 13A est formée à l’intérieur du passage 14. L’obturateur 30 en configuration fermée est appuyé radialement contre cette surface de contact 13A, de manière à étancher l’appui radial correspondant, et ce y compris lorsque l’obturateur 30 balaie axialement la surface de contact 13A du fait de son entraînement axial par le corps 21 . Vers le bas, la surface de contact 13A débouche sur un volume interne libre du boîtier 10, en interrompant le siège 13 dans le sens où, lorsque l’obturateur 30 est situé dans ce volume interne libre, il se retrouve en configuration ouverte, en étant suffisamment écarté du siège 13 pour autoriser l’écoulement de fluide entre les voies 1A et 1 B via le passage 14.

Dans le mode de réalisation considéré sur les figures, l’obturateur 30 s’apparente à un clapet, mais cette forme de réalisation n’est pas limitative. De même, l’obturateur 30 est lié fixement au corps 21 de l’élément thermostatique 20, en étant par exemple emmanché serré autour du corps 21 , étant toutefois noté que les spécificités relatives à cette liaison fixe entre l’obturateur 30 et le corps 21 ne sont pas limitatives puisque de multiples formes de réalisation sont envisageables. La vanne 1 comprend également un obturateur 40 qui est distinct de l’obturateur 30. L’obturateur 40 est déplaçable selon l’axe X-X par rapport à un siège 15, qui est intégré au boîtier 10, de manière à ouvrir et fermer un passage 16 mettant en communication les voies 1A et 1 C à travers le boîtier 10. Le passage 16 est délimité par une partie 10.2 du boîtier 10, qui intègre le siège 15, c’est-à-dire que le siège 15 est lié fixement à demeure à la partie 10.2 du boîtier 10, notamment en étant venu de matière avec cette partie 10.2. L’obturateur 40 est ainsi déplaçable entre :

- une configuration fermée, qui est illustrée sur la figure 2 et dans laquelle l’obturateur 40 ferme le passage 16, en étant en contact avec le siège 15, ce contact étant étanche dans le sens où, à des fuites marginales près, il empêche le fluide de s’écouler entre les voies 1 A et 1 C à travers le boîtier 10, et

- une configuration ouverte, qui est illustrée sur les figures 3 à 5 et dans laquelle l’obturateur 40 ouvre le passage 16, en étant écarté du siège 15 pour autoriser le fluide à s’écouler entre les voies 1A et 1C à travers le boîtier 10, ce qui, dans l’exemple applicatif défini plus haut, revient à permettre qu’au moins une partie du fluide entrant par la voie 1 A soit envoyée, à travers le boîtier 10, dans la sortie de la voie 1 C.

Pour commander en déplacement l’obturateur 40, ce dernier est porté par le corps 21 de l’élément thermostatique 20 de sorte que, lors de la dilatation de la matière thermodilatable contenue dans ce corps 21 et donc du déploiement axial correspondant du corps 21 vis-à-vis du piston 22, le corps 21 déplace l’obturateur 40 par rapport au boîtier 10 de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, moyennant l’écartement axial de l’obturateur 40 vis-à-vis du siège 15. A la différence de l’obturateur 30, l’obturateur 40 est ainsi passé de de sa configuration fermée à sa configuration ouverte lorsque le corps 21 est déployé par rapport au piston 22 en-deçà de la course prédéterminée A. Bien entendu, l’obturateur 40 reste en configuration ouverte lorsque le corps 21 est déployé au-delà de la course prédéterminée A. Ainsi, pour passer l’obturateur 40 de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, la dilatation de la matière thermodilatable n’a pas à être aussi importante que pour passer l’obturateur 30 de sa configuration fermée à sa configuration ouverte. Cela revient à dire que, lorsque le corps 21 se déploie progressivement vis-à-vis du piston 22, d’abord en-deçà puis au-delà de la course prédéterminée A lors de la dilatation de la matière thermodilatable, l’obturateur 40 passe d’abord de sa configuration fermée à sa configuration ouverte tandis que l’obturateur 30 reste dans sa configuration fermée, comme illustré sur la figure 3, puis après que l’obturateur 40 ait été passé dans sa configuration ouverte, l’obturateur 30 passe de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, comme illustré sur la figure 4. A cet effet, dans le mode de réalisation considéré sur les figures, le siège 15 comprend une surface de contact 15A, qui est orientée transversalement à l’axe X-X et contre laquelle l’obturateur 40 est appuyée vers le haut lorsque l’obturateur 40 est dans sa configuration fermée. Dans le mode de réalisation considéré ici, la surface de contact 15A est formée à l’intérieur du passage 16 et présente une forme tronconique qui est centrée sur l’axe X-X et convergente vers le haut. De plus, l’obturateur 40, qui s’apparente ici à un clapet, est monté sur le corps 21 de manière mobile en translation selon l’axe X-X, en étant bloqué vers le haut par une butée ad hoc 23 du corps 21 , ici formée par un épaulement du corps 21 . Un ressort de maintien 50, qui est comprimé dans l’axe X-X et qui est ici agencé coaxialement autour du corps 21 , tend à maintenir l’obturateur 40 contre la butée 23. De cette façon, l’obturateur 40 en configuration fermée est maintenu en appui axial contre le siège 15 sans induire de surcontrainte sur le boitier 10 dans le cas où le rappel du corps 21 vers le piston 22 lors de la contraction de la matière thermodilatable serait tel que la butée 23 se trouverait écartée vers le haut de l’obturateur 40. Ceci étant, à titre de variante non représentée, l’obturateur 40 peut être lié fixement au corps 21 ; plus généralement, de multiples de formes de réalisation sont envisageables pour la liaison entre le corps 21 et l’obturateur 40 et pour la coopération de contact entre l’obturateur 40 et le siège 15.

Avant de décrire les autres composants de la vanne 1 , on notera que, suivant une disposition avantageuse qui est mise en œuvre dans le mode de réalisation considéré sur les figures, le boîtier 10 comprend des bras 10.3, ici au nombre de deux, qui relient chacun les parties 10.1 et 10.2 du boîtier 10 l’une à l’autre. Eu égard à la structure monobloc du boîtier 10, on comprend que les parties 10.1 et 10.2 et les bras 10.3 sont venus de matière les uns avec les autres. Les bras 10.3 sont répartis autour de l’axe X-X, ici en étant diamétralement opposés l’un à l’autre, de manière à former entre eux, suivant une direction périphérique à l’axe X-X, des passages libres, comme bien visible sur la figure 1 . Le fluide s’écoulant dans la voie 1A transite par ces passages libres pour, selon le sens de cet écoulement, entrer dans le boîtier 10 depuis le conduit 3 de l’enveloppe 2 ou sortir du boîtier 10 dans ce conduit 3.

Suivant une disposition optionnelle avantageuse, qui est mise en œuvre dans le mode de réalisation considéré sur les figures, la vanne 1 comporte un obturateur 60 qui est distinct des obturateurs 30 et 40. L’obturateur 60 est déplaçable selon l’axe X-X par rapport au boîtier 10 de manière à, lorsque le boîtier 10 est fixé à l’enveloppe 2, ouvrir et fermer le conduit 4 de l’enveloppe 2. Aux fins de sa commande en déplacement par rapport au boîtier 10, l’obturateur 60 est porté par le corps 21 de l’élément thermostatique 20 de sorte que, lors de la dilatation de la matière thermodilatable contenue dans ce corps 21 , le corps 21 déplace axialement l’obturateur 60 de manière à : - tant que l’obturateur 30 est dans sa configuration fermée, maintenir l’obturateur 60 écarté du conduit 4 pour laisser ce dernier ouvert et ainsi libre de communiquer avec la voie 1 C, comme illustré sur les figures 2 et 3, et

- après que l’obturateur 30 ait été passé dans sa configuration ouverte, amener l’obturateur 60 en contact avec l’enveloppe 2 pour fermer le conduit 4 et empêcher ainsi le fluide de s’écouler entre la voie 1 C et le conduit 4, comme illustré sur les figures 4 et 5.

Ainsi, le corps 21 commande en déplacement l’obturateur 30 et l’obturateur 60 de manière inverse, en fermant l’un quand l’autre s’ouvre, et inversement. Dans le cadre de l’exemple applicatif défini plus haut, la fermeture du conduit 4 par l’obturateur 60 aboutit à ce que tout le fluide entrant par la voie 1 A soit envoyé, à travers le boîtier 10, dans la sortie de la voie 1 B, l’obturateur 30 étant alors nécessairement en configuration ouverte.

Dans le mode de réalisation considéré sur les figures, l’obturateur 60 s’apparente à un clapet, mais cette forme de réalisation n’est pas limitative. De même, pour ce qui concerne la liaison en déplacement entre l’obturateur 60 et le corps 21 , une possibilité consiste en une liaison fixe, au moins suivant l’axe X-X. Ceci étant, suivant une autre possibilité, qui est avantageusement mise en œuvre dans le mode de réalisation considéré sur les figures, l’obturateur 60 est monté sur le corps 21 de manière mobile en translation selon l’axe X-X, en étant bloqué vers le bas par une butée ad hoc 24 du corps 21 , ici formée par un circlip rapporté fixement autour du corps 21. Le ressort de maintien 50 tend à maintenir l’obturateur 60 contre la butée 24, le ressort de maintien 50 étant ici interposé axialement entre les obturateurs 40 et 50. De cette façon, lorsque l’obturateur 60 ferme le conduit 4, l’obturateur 60 est maintenu en appui axial contre l’enveloppe 2, tout en permettant au corps 21 d’être déployé par rapport au piston 22 au point d’écarter vers le bas la butée 24 par rapport à l’obturateur 60, comme sur la figure 5.

La vanne 1 comprend en outre un ressort de rappel 70 qui, lorsque la matière thermodilatable contenue dans le corps 21 se contracte, rappelle ce corps 21 vers le piston 22 de manière à pouvoir passer les obturateurs 30 et 40 de leur configuration ouverte à leur configuration fermée, tout en ouvrant l’obturateur 60. Plus précisément, lorsque, lors de la contraction de la matière thermodilatable, le corps 21 est rappelé vers le piston 22 après que le corps 21 ait été déployé vis-à-vis du piston 22 au-delà de la course prédéterminée A, le corps 21 déplace les obturateurs 30, 40 et 60, d’abord en faisant passer l’obturateur 30 de sa configuration ouverte à sa configuration fermée et en ouvrant l’obturateur 60, puis en faisant passer l’obturateur 40 de sa configuration ouverte à sa configuration fermée.

A cet effet, le ressort de rappel 70 est agencé au sein de la vanne 1 de manière à être comprimé dans l’axe X-X en générant des efforts antagonistes respectivement transmis au boîtier 10 et au corps 21. En pratique, de multiples possibilités d’agencement correspondants sont envisageables. Selon un agencement particulièrement avantageux, qui est mis en œuvre dans le mode de réalisation considéré aux figures, la vanne thermostatique 1 comprend un support de reprise d’effort 80 qui, comme bien visible à la fois sur la figure 1 et les figures 2 à 5, s’étend transversalement à l’axe X-X de manière à former un appui axial vers le bas pour le ressort de rappel 70. Ce support de reprise d’effort 80 est retenu axialement vers le bas par le boîtier 10, en se retrouvant situé axialement entre les sièges 13 et 15. Vers le haut, le ressort de rappel 70 est appuyé axialement contre le corps 21 , le cas échéant avec interposition de l’obturateur 30 comme dans le mode de réalisation considéré sur les figures. Afin que le boîtier 10 retienne axialement vers le bas le support de reprise d’effort 80, le boîtier 10 inclut avantageusement des pattes 17, qui sont ici au nombre de deux et contre lesquelles le support de reprise d’effort 80 est bloqué vers le bas. Ces pattes 17 sont réparties autour de l’axe X-X, en étant ici diamétralement opposées l’une à l’autre, de manière à former entre elles, suivant une direction périphérique à l’axe X-X, des passages libres. En prévoyant que, d’une part, le support de reprise d’effort 80 est, en projection orthogonale dans un plan géométrique perpendiculaire à l’axe X-X, inscrit à l’intérieur du siège 15 et, d’autre part, le support de reprise d’effort 80 est monté sur le corps 21 de manière mobile à la fois en translation selon l’axe X-X et en rotation autour de l’axe X-X, les passages libres formés entre les pattes 17 permettent de laisser passer le support de reprise d’effort 80 lors de son montage sur le corps 21 via l’intérieur du siège 15 : lors de l’assemblage de la vanne 1 , il est ainsi possible d’engager le support de reprise d’effort 80 autour de l’extrémité inférieure du corps 21 , puis de translater vers le haut le support de reprise d’effort 80 le long du corps 21 ; lors de cette translation vers le haut, le support de reprise d’effort 80 passe à l’intérieur du siège 15, sans interférer avec ce dernier, puis la position angulaire du support de reprise d’effort 80 autour de l’axe X-X est librement modifiable afin de faire passer le support de reprise d’effort 80 par les passages libres formés entre les pattes 17 ; cette translation vers le haut est poursuivie jusqu’à positionner le support de reprise d’effort 80 au-dessus des pattes 17 ; la position angulaire du support de reprise d’effort 80 autour de l’axe X-X est alors ajustée de manière à aligner axialement le support de reprise d’effort 80 avec les pattes 17 ; le support de reprise d’effort 80 est alors translaté vers le bas, jusqu’à faire venir prendre appui vers le bas le support de reprise d’effort 80 contre les pattes 17.

Afin que, lors de l’assemblage de la vanne 1 , il soit possible d’introduire l’obturateur 30 à l’intérieur du boîtier 10 par l’intérieur du siège 15 pour atteindre le siège 13, il est prévu que, en projection orthogonale sur un plan géométrique perpendiculaire à l’axe X-X, l’obturateur 30 est inscrit à l’intérieur du siège 15. Dans la forme de réalisation considérée aux figures, et dans le prolongement des considérations qui précèdent, une disposition optionnelle avantageuse consiste à prévoir que, en projection orthogonale dans un plan géométrique perpendiculaire à l’axe X-X, l’obturateur 30 est inscrit dans un cercle qui est centré sur l’axe X-X et qui tangente les pattes 17. De cette façon, lors de l’assemblage de la vanne 1 , il est possible de faire passer l’obturateur 30 par l’intérieur du siège 15 pour atteindre le siège 13. En particulier, selon une mise en œuvre pratique, le corps 21 , les obturateurs 30, 40 et 60, le ressort de maintien 50, le ressort de rappel 70 et le support de reprise d’effort 80 sont préassemblés les uns aux autres, puis l’ensemble préassemblé correspondant est assemblé au boîtier 10, préalablement équipé du piston 22 le cas échéant, cet ensemble préassemblé étant introduit du bas vers le haut à l’intérieur du boîtier 10 en passant par l’intérieur du siège 15.

Le fonctionnement de la vanne 1 va maintenant être décrit en regard des figures 2 à 5, dans le cadre de l’exemple applicatif défini plus haut.

Dans la configuration de fonctionnement montrée à la figure 2, le fluide entrant par la voie 1A est, à la fois, empêché par l’obturateur 30 en configuration fermée de s’écouler dans la voie 1 B à travers le boîtier 10 et empêché par l’obturateur 40 de s’écouler dans la voie 1 C à travers le boîtier 10. Cette configuration de fonctionnement se produit lorsque le fluide de la voie 1A présente une température basse. C’est typiquement le cas lors du démarrage du moteur mentionné plus haut et destiné à être refroidi par le fluide. Ainsi, au démarrage de ce moteur et dans les instants qui suivent, il est recherché que le fluide de la voie 1 A ne s’écoule ni vers l’échangeur via la voie 1 B, ni en dérivation de cet échangeur via la voie 1 C.

Si la température du fluide de la voie 1 A augmente et/ou la résistance électrique chauffante du piston 22 est échauffée, la matière thermodilatable de l’élément thermostatique 20 se dilate. Le corps 21 se déploie alors vis-à-vis du piston 22 et entraîne vers le bas les obturateurs 30, 40 et 60, comme illustré aux figures 3 à 50. Tant que le déploiement du corps 21 ne dépasse pas la course prédéterminée A, le corps 21 fait passer l’obturateur 40 de sa configuration fermée à sa configuration ouverte, tout en maintenant l’obturateur 30 dans sa configuration fermée et en laissant ouvert le conduit 4 par l’obturateur 60 : la vanne 1 est alors dans la configuration illustrée à la figure 3 et le fluide admis dans la voie 1 A est alors totalement envoyé, via la voie 1 C, dans le conduit 4. Lorsque le déploiement du corps 21 dépasse la course prédéterminée A, le corps 21 fait passer l’obturateur 30 de sa configuration fermée à sa configuration ouverte puis fait fermer le conduit 4 par l’obturateur 60 : la vanne 1 est alors dans la configuration illustrée à la figure 4 et le fluide admis dans la voie 1 A est envoyé en totalité à la voie 1 B à travers le boîtier 10. Bien entendu, entre les configurations respectivement illustrées aux figures 3 et 4, la vanne 1 est dans une configuration de fonctionnement où l’obturateur 30 est déjà en configuration ouverte alors que le conduit 4 n’est pas encore fermé par l’obturateur 60 : le fluide admis dans la voie 1 A est alors réparti entre la voie 1 B et, via la voie 1 C, le conduit 4. Si la matière thermodilatable continue de se dilater jusqu’à déplacer le corps 21 sur une course supérieure à celle juste nécessaire à la mise en appui de l’obturateur 60 sur l’enveloppe 2 pour fermer le conduit 4, la vanne 1 atteint la configuration de fonctionnement illustrée à la figure 5.

Si la matière thermodilatable de l’élément thermostatique 20 se contracte ensuite, le corps 21 est rappelé vers le piston 22 sous l’effet de décompression du ressort de rappel 70. La vanne 1 passe alors de la configuration de la figure 5 à celle de la figure 4, puis à celle de la figure 3, puis à celle de la figure 2.

Divers aménagements et variantes à la vanne 1 décrites jusqu’ici sont par ailleurs envisageables. A titre d’exemples :

- plutôt que de lier fixement le piston 22 de l’élément thermostatique 20 au boîtier 10, cela peut être le corps 21 de cet élément thermostatique qui est prévu fixe par rapport au boîtier 10, le piston 22 constituant alors la partie mobile de l’élément thermostatique, en assurant la fonction de commande en déplacement des obturateurs 30, 40 et 60, décrite pour le corps 21 en lien avec le mode de réalisation illustré aux figures ;

- plutôt que d’être lié de manière fixe à la partie mobile de l’élément thermostatique 20, l’obturateur 30 peut être monté sur cette partie mobile avec une liberté de mouvement suivant l’axe X-X, sous réserve d’être associé à un ressort de rappel dédié ; l’obturateur 30 peut alors intégrer une fonction de délestage en cas de différence de pression de part et d’autre de cet obturateur ;

- en variante non représentée, la vanne 1 est dépourvue de l’obturateur 60, mais peut avantageusement restée munie d’un ressort de maintien similaire au ressort de maintien 50, qui, à l’opposé de son appui vers le haut sur l’obturateur 50, prend appui vers le bas, directement ou indirectement, sur la partie mobile de l’élément thermostatique 20 ; et/ou

- également en variante non représentée, la vanne 1 peut être dépourvue du support de reprise d’effort 80, en prévoyant alors des aménagements appropriés pour transmettre au boîtier 10 l’effort généré par le ressort de rappel 70 de manière antagoniste à son effort transmis à la partie mobile de l’élément thermostatique 20 ; par exemple, le ressort de rappel 70 peut prendre directement appui sur le boîtier 10 ; dans ce cas, il reste prévu que, en projection orthogonale sur un plan géométrique perpendiculaire à l’axe, l’obturateur 30 est inscrit à l’intérieur du siège 15, afin de faciliter l’assemblage de la vanne 1 en permettant à l’obturateur 30 d’être introduit à l’intérieur du boîtier 10 via l’intérieur du siège 15.