FR2864151A1 - Water outlet box for cooling circuit of cylinder head of internal combustion engine of motor vehicle, has pipe portion with end opening located opposite and adjacent to opening in mounting position of insert - Google Patents
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Abstract
Description
1 DESCRIPTION1 DESCRIPTION
La présente invention concerne le domaine des moyens de régulation de circulation de fluides, notamment en relation avec les équipements de véhicules automobiles, et a pour objet un boîtier de sortie d'eau muni d'un thermostat double effet et d'un embout de dérivation, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel boîtier. The present invention relates to the field of fluid circulation control means, particularly in connection with motor vehicle equipment, and relates to a water outlet housing provided with a double-acting thermostat and a bypass tip , and a method of manufacturing such a housing.
Les boîtiers de sortie d'eau connus ne présentent pas d'embout de dérivation, ils ne permettent de réguler le flux d'eau que dans le sens de l'axe longitudinal du boîtier. The known water outlet housings do not have bypass tip, they only regulate the flow of water in the direction of the longitudinal axis of the housing.
Or, une dérivation présente l'avantage de permettre un détournement d'une partie du flux sans pour autant pénaliser la perte de charge dans la portion de circuit principale. Ainsi, il est possible d'obtenir, par exemple lors du démarrage, une augmentation plus rapide de la température du fluide. En effet, si l'on fait dévier le flux de fluide sortant du moteur vers une boucle de circuit courte montée directement sur le moteur, le volume de fluide traversant cette boucle est faible, ce qui entraîne une montée rapide en température du fluide. Ensuite, lorsque le fluide a atteint une température prédéterminée, on peut prévoir de lever cette dérivation. However, a bypass has the advantage of allowing a diversion of a portion of the flow without penalizing the pressure drop in the main circuit portion. Thus, it is possible to obtain, for example during startup, a faster increase in the temperature of the fluid. Indeed, if one deflects the flow of fluid leaving the engine to a short circuit loop mounted directly on the engine, the volume of fluid passing through the loop is low, which causes a rapid rise in temperature of the fluid. Then, when the fluid has reached a predetermined temperature, it can be expected to lift this derivation.
Il existe donc un besoin de réaliser un boîtier permettant de diriger le flux, outre dans la direction longitudinale du boîtier, également dans une direction transversale de manière à pourvoir le diriger vers une branche supplémentaire d'un circuit. Dans ce cas, il est également avantageux que la structure interne du boîtier présentant une possibilité de dérivation reste identique à celle d'un boîtier sans conduit de dérivation, de manière à garantir une interchangeabilité des deux boîtiers. There is therefore a need to provide a housing for directing the flow, in addition to the longitudinal direction of the housing, also in a transverse direction so as to be able to direct it to an additional branch of a circuit. In this case, it is also advantageous that the internal structure of the housing having a derivation possibility remains identical to that of a casing without bypass duct, so as to ensure interchangeability of the two housings.
A cet effet, la présente invention a pour objet un boîtier de sortie d'eau, notamment pour circuit de refroidissement de culasses de moteur à combustion interne, comprenant un corps de boîtier comportant un organe de régulation du flux traversant ledit boîtier dans une direction longitudinale de ce dernier et présentant un corps de clapet mobile en translation destiné à obturer une ouverture d'un passage débouchant dans le corps de boîtier et à contrôler le flux traversant ce dernier, boîtier de sortie d'eau caractérisé en ce que le corps de boîtier comporte en outre une ouverture formée dans sa paroi latérale constitutive et renferme un insert formant une portion de conduit à l'intérieur du corps et dont l'une des ouvertures d'extrémité est située en regard et adjacente à ladite ouverture latérale, en position de montage dudit insert. For this purpose, the subject of the present invention is a water outlet housing, in particular for an internal combustion engine cylinder head cooling circuit, comprising a housing body comprising a flow control member passing through said housing in a longitudinal direction. of the latter and having a valve body movable in translation for closing an opening of a passage opening into the housing body and controlling the flow therethrough, water outlet housing characterized in that the housing body further comprises an opening formed in its constituent side wall and encloses an insert forming a portion of duct inside the body and one of whose end openings is located opposite and adjacent to said lateral opening, in a position of mounting said insert.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel boîtier de sortie d'eau. The invention also relates to a method of manufacturing such a water outlet housing.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels: La figure 1 est une vue en coupe longitudinale du boîtier selon l'invention dans lequel l'insert est monté, et La figure 2 est une vue en perspective éclatée représentant le boîtier et l'insert selon l'invention. The invention will be better understood, thanks to the following description, which relates to a preferred embodiment, given by way of non-limiting example, and explained with reference to the attached schematic drawings, in which: FIG. a longitudinal sectional view of the housing according to the invention in which the insert is mounted, and Figure 2 is an exploded perspective view showing the housing and the insert according to the invention.
Les figures annexées représentent un boîtier de sortie d'eau 1, notamment pour circuit de refroidissement de culasses de moteur à combustion interne, comprenant un corps 2 de boîtier comportant un organe de régulation du flux 3 traversant ledit boîtier 1 dans une direction longitudinale de ce dernier et présentant un corps de clapet 4 mobile en translation destiné à obturer une ouverture 5 d'un passage 5' débouchant dans le corps 2 de boîtier 1 et à contrôler le flux traversant ce dernier. De manière caractéristique, le corps 2 de boîtier 1 peut comporter en outre une ouverture 6 formée dans sa paroi latérale constitutive et renfermer un insert 7 formant une portion de conduit 8 à l'intérieur du corps 2 et dont l'une 9 des ouvertures d'extrémité est située en regard et adjacente à ladite ouverture 6 latérale, en position de montage dudit insert 7. Cette ouverture peut être destinée à réaliser une déviation du flux traversant le boîtier 1. Bien entendu, la forme de l'ouverture 9 d'extrémité de la portion de conduit 8 correspondra de préférence à la forme de l'ouverture 6 latérale, de manière à éviter les pertes de charges. The appended figures represent a water outlet housing 1, in particular for an internal combustion engine cylinder head cooling circuit, comprising a housing body 2 comprising a flow control member 3 passing through said housing 1 in a longitudinal direction of this housing. last and having a valve body 4 movable in translation for closing an opening 5 of a passage 5 'opening into the housing body 2 and to control the flow therethrough. Characteristically, body 2 of casing 1 may further comprise an opening 6 formed in its constituent lateral wall and contain an insert 7 forming a portion of duct 8 inside the body 2 and one of which 9 openings end is located facing and adjacent to said lateral opening 6, in the mounting position of said insert 7. This opening may be intended to perform a deflection of the flow through the housing 1. Of course, the shape of the opening 9 of end of the conduit portion 8 will preferably correspond to the shape of the lateral opening 6, so as to avoid loss of charge.
Selon une caractéristique de l'invention, et comme cela ressort de la figure 2, l'insert 7 peut présenter deux parties constitutives d'un seul tenant, une première partie formant portion de conduit 8 et une deuxième partie formant cadre 11 de montage et d'appui, la première partie étant située et maintenue dans la deuxième partie. Le fait d'utiliser une partie en forme de cadre 11 présente l'avantage de n'entraîner qu'un minimum de perturbations dans le flux de fluide traversant le boîtier 1. According to one characteristic of the invention, and as is apparent from FIG. 2, the insert 7 may have two integral parts, a first conduit portion 8 and a second mounting frame part 11, and the first part being located and maintained in the second part. The fact of using a frame-shaped part 11 has the advantage of causing only a minimum of disturbances in the flow of fluid passing through the casing 1.
Selon une première variante de réalisation de l'invention, la portion de conduit 8 peut former un coude 12 dont un tronçon 13 est situé dans l'axe d'écoulement du fluide et un organe de régulation 3 peut commander le flux de fluide entrant dans ce tronçon 13, en fonction de la température de ce fluide, par exemple. According to a first embodiment of the invention, the duct portion 8 can form a bend 12 including a section 13 is located in the fluid flow axis and a regulating member 3 can control the flow of fluid entering the fluid. this section 13, depending on the temperature of this fluid, for example.
Selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, l'organe de régulation 3 du flux traversant le boîtier 1 peut être un régulateur à double effet et comporter un deuxième corps de clapet 14 mobile en translation dans la direction longitudinale du flux traversant le corps 2 de boîtier 1 et l'extrémité du tronçon 13 peut être orientée avec son ouverture 10 dans cette même direction longitudinale du flux traversant le corps 2 de boîtier 1 et ladite ouverture d'extrémité 10 peut former siège de soupape ou de vanne à clapet avec ce deuxième corps de clapet 14. According to a second variant embodiment of the invention, the regulation member 3 of the flow passing through the casing 1 can be a double-acting regulator and comprise a second valve body 14 movable in translation in the longitudinal direction of the flow passing through the body. 2 of housing 1 and the end of the section 13 can be oriented with its opening 10 in the same longitudinal direction of the flow passing through the housing body 2 and said end opening 10 can form a valve seat or a flapper valve with this second valve body 14.
De préférence, l'ouverture 10 peut être obturée par le deuxième corps de clapet 14 lorsque l'organe de régulation 3 assure l'ouverture du passage débouchant dans le corps 2 de boîtier 1 par le premier corps de clapet 4. Preferably, the opening 10 can be closed by the second valve body 14 when the regulating member 3 ensures the opening of the passage opening into the body body 2 by the first valve body 4.
De cette manière, il y a interaction entre l'organe de régulation 3 et l'insert 7: lorsque l'organe de régulation 3 commande le déplacement du corps de clapet 4 pour ouvrir le passage 5', le corps de clapet 14 est déplacé en translation pour libérer le passage 5' et reposer sur l'ouverture 10 de la portion de conduit 8, de telle sorte que le passage du flux dans la portion de conduit 8 (et donc vers l'ouverture 6 latérale du corps 2 de boîtier 1) est fermé. A l'inverse, lorsque le corps de clapet 4 est commandé pour fermer le passage du flux vers l'ouverture 5, le flux peut circuler dans la portion de conduit 8. In this way, there is interaction between the regulating member 3 and the insert 7: when the regulating member 3 controls the displacement of the valve body 4 to open the passage 5 ', the valve body 14 is moved in translation to release the passage 5 'and rest on the opening 10 of the conduit portion 8, so that the passage of the flow in the conduit portion 8 (and thus to the lateral opening 6 of the housing body 2 1) is closed. Conversely, when the valve body 4 is controlled to close the flow passage to the opening 5, the flow can flow in the conduit portion 8.
Selon une caractéristique de l'invention, l'organe de régulation 3 peut comprendre un moyen thermoactif ou réagissant à la chaleur tel qu'une cartouche de cire, baigné par le fluide présent dans le corps 2 et actionnant la translation du premier corps de clapet 4 au moins, le cas échéant des premier et deuxième corps de clapet 4 et 14. Cet organe doit être disposé dans le boîtier de telle manière qu'il baigne dans le fluide et qu'il réagisse à la température de ce fluide par l'actionnement des corps de clapet 4 et 14. Il est donc situé de préférence entre le premier corps de clapet 4 et le deuxième corps de clapet 14, tel que cela est représenté à la figure 2. According to one characteristic of the invention, the regulator 3 may comprise a thermoactive or heat-reactive means such as a wax cartridge, bathed by the fluid present in the body 2 and actuating the translation of the first valve body. 4 at least, if necessary first and second valve body 4 and 14. This body must be disposed in the housing so that it is immersed in the fluid and that it reacts to the temperature of this fluid by the actuation of the valve bodies 4 and 14. It is therefore located preferably between the first valve body 4 and the second valve body 14, as shown in Figure 2.
On peut ainsi réaliser une dérivation temporaire du circuit de fluide au démarrage, tel que cela a déjà été évoqué plus haut: lorsque le fluide dans lequel baigne le moyen thermoactif est froid, le clapet 4 est en position de fermeture et le clapet 14 en position d'ouverture et le fluide est dévié vers la portion de conduit 8, donc vers l'ouverture 6 débouchant, par exemple, sur une boucle fermée sur le moteur. Ensuite, lorsque la température du fluide a atteint une certaine valeur, le moyen thermoactif réagit de sorte que le clapet 14 est déplacé vers l'ouverture d'extrémité 10 du tronçon 13 pour fermer le passage du flux de fluide dans la portion de conduit 8 et que le clapet 14 ouvre le passage 5'. It is thus possible to make a temporary bypass of the fluid circuit at startup, as already mentioned above: when the fluid in which the thermoactive medium is immersed is cold, the valve 4 is in the closed position and the valve 14 in position opening and the fluid is deflected to the conduit portion 8, so to the opening 6 opening, for example, a closed loop on the engine. Then, when the fluid temperature has reached a certain value, the thermoactive means reacts so that the valve 14 is moved towards the end opening 10 of the section 13 to close the passage of the flow of fluid in the conduit portion 8 and that the valve 14 opens the passage 5 '.
Pour limiter les pertes de charge et l'apparition de turbulences dans le corps 2 de boîtier 1, et selon une caractéristique de l'invention, le coude 12 de la portion de conduit 8 peut présenter une forme extérieure ogivale. To limit the pressure drop and the occurrence of turbulence in the casing body 2, and according to a feature of the invention, the bend 12 of the duct portion 8 may have an ogival outer shape.
Selon une autre caractéristique de l'invention destinée à limiter les pertes de charge dans le corps 2 de boîtier 1, le cadre 11 peut présenter une forme extérieure correspondant à la structure interne du corps 2 de boîtier 1, de manière à autoriser un emmanchement ajusté dudit insert 7 dans ledit corps 2. According to another characteristic of the invention intended to limit the pressure drops in the housing body 2, the frame 11 may have an external shape corresponding to the internal structure of the housing body 2, so as to allow a fitting fit said insert 7 in said body 2.
De manière à permettre un montage ajusté de l'insert 7 dans le corps 2 de boîtier 1, l'insert 7 peut présenter deux surfaces 15,16 planes et parallèles opposées qui coopèrent de manière ajustée avec deux surfaces planes 15',16' correspondantes situées sur la surface interne du corps 2 de manière à former deux paires 15,15' et 16,16' de surfaces planes en contact intime réalisant un montage ajusté sans jeu et avec calage de l'insert 7 dans le corps 2 dans la direction perpendiculaire aux deux paires 15,15' et 16,16' de surfaces planes. On réalise ainsi un contact surfacique plan et intime au niveau des deux paires 15,15'et 16,16' de surfaces planes permettant d'assurer l'étanchéité autour de l'ouverture 6 latérale. In order to allow an adjusted fitting of the insert 7 in the housing body 2, the insert 7 may have two opposed flat and parallel surfaces 15, 16 which cooperate in a controlled manner with two corresponding flat surfaces 15 ', 16'. located on the inner surface of the body 2 so as to form two pairs 15,15 'and 16,16' of flat surfaces in intimate contact making a fitting fit without play and with wedging of the insert 7 in the body 2 in the direction perpendicular to the two pairs 15,15 'and 16,16' of flat surfaces. In this way, a planar and intimate surface contact is made at the two pairs 15, 15 'and 16, 16' of flat surfaces making it possible to seal around the lateral opening 6.
Selon une caractéristique de l'invention, l'une 15' des deux surfaces planes du corps 2 peut être située au niveau de l'ouverture 6 latérale et le cadre 11 de montage et d'appui de l'insert 7 peut être réalisé sous la forme d'un anneau présentant deux ailes formant côtés 15, 16 latéraux disposés l'un en face de l'autre, l'un 15 desdits côtés étant réalisé sous la forme d'une surface plane 15 comportant l'ouverture 9 de la portion de conduit 8 située en regard et adjacente à ladite ouverture 6, en position de montage dudit insert 7, de manière à limiter les obstacles dans le boîtier pour réaliser un flux continu avec un minimum de turbulences et de pertes de charge. De plus, les surfaces planes 16 et 16' ont pour effet de pousser la surface plane 15 de l'insert contre la surface plane 15' de la paroi interne du corps 2 de boîtier 1 et donc d'améliorer encore l'étanchéité. According to a characteristic of the invention, one 15 'of the two plane surfaces of the body 2 can be located at the level of the lateral opening 6 and the frame 11 for mounting and supporting the insert 7 can be made under the shape of a ring having two wings forming lateral sides 15, 16 arranged opposite one another, one of said sides being in the form of a flat surface 15 having the opening 9 of the portion of conduit 8 located opposite and adjacent to said opening 6, in the mounting position of said insert 7, so as to limit obstacles in the housing to achieve a continuous flow with a minimum of turbulence and pressure drops. In addition, the flat surfaces 16 and 16 'have the effect of pushing the flat surface 15 of the insert against the flat surface 15' of the inner wall of the housing body 2 and thus further improve the seal.
Le cadre de montage et d'appui de l'insert 7 peut présenter, en outre, pour assurer l'étanchéité entre l'insert 7 et le corps 2 de boîtier 1, un rebord 17 formant épaulement qui vient en butée sur un bord 18 de l'ouverture de montage 19 du corps 2 de boîtier 1. The mounting and support frame of the insert 7 may furthermore have, for sealing between the insert 7 and the housing body 2, a flange 17 forming a shoulder which abuts an edge 18. of the mounting aperture 19 of the casing body 2 1.
L'étanchéité peut encore être améliorée en ce que le cadre 11 de montage et d'appui de l'insert 7 peut être surmoulé d'une matière synthétique souple au niveau de ses bords et arêtes en contact avec la face interne de la paroi du corps 2 ou avec des bords internes du corps 2 pour réaliser une étanchéité. De manière avantageuse, l'ouverture d'extrémité 10 formant siège de soupape ou vanne à clapet pour le deuxième corps de clapet 14 peut également être surmoulée d'une matière synthétique souple pour réaliser une étanchéité à l'état fermé de ladite ouverture d'extrémité 10. La matière synthétique utilisée pour les surmoulages est de préférence compressible et plus souple que la paroi interne du corps 2 de boîtier, que le matériau du corps de clapet 14 et que le matériau de la portion de conduit 8, de manière à réaliser une étanchéité entre l'insert 7 et le corps 2 de boîtier 1 ainsi qu'entre l'insert 7 et le corps de clapet 14 lorsque ce dernier repose sur l'ouverture d'extrémité 10 pour l'obturer. The seal can be further improved in that the frame 11 for mounting and supporting the insert 7 can be overmolded with a flexible synthetic material at its edges and edges in contact with the inner face of the wall. body 2 or with internal edges of the body 2 to achieve a seal. Advantageously, the end opening 10 forming a valve seat or valve valve for the second valve body 14 can also be overmolded with a flexible synthetic material to seal in the closed state of said opening. end 10. The synthetic material used for the overmoldings is preferably compressible and more flexible than the inner wall of the housing body 2, the material of the valve body 14 and the material of the conduit portion 8, so as to achieve a seal between the insert 7 and the body 2 of the housing 1 and between the insert 7 and the valve body 14 when the latter rests on the end opening 10 to close it.
De manière préférentielle, le corps 2 de boîtier 1 peut présenter, au niveau de l'ouverture 6 latérale, une tubulure ou pipette 20 formant un segment de conduit extérieur continu avec l'insert 7 et réalisant ainsi un embout de dérivation vers une nouvelle boucle ou branche de circuit. Preferably, the body 2 of the housing 1 may have, at the level of the lateral opening 6, a pipe or pipette 20 forming a continuous outer duct segment with the insert 7 and thus forming a diversion endpiece to a new loop or circuit branch.
Selon une caractéristique de l'invention, le boîtier 1 peut également présenter une tubulure ou pipette de raccordement extérieur 21 au niveau de l'ouverture 5 du passage débouchant 5' dans le corps 2 de boîtier 1. According to a feature of the invention, the housing 1 may also have an external connection pipe or pipette 21 at the opening 5 of the opening 5 'in the body 2 of the housing 1.
Le corps 2 de boîtier 1 peut présenter en outre une deuxième 30 ouverture latérale se prolongeant par une tubulure extérieure 22 destinée à recevoir un capteur de température. Housing body 2 may further have a second lateral opening extending through an outer pipe 22 for receiving a temperature sensor.
L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'un boîtier 1 de sortie d'eau caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser d'un seul tenant, par moulage de matière thermoplastique, un boîtier 1 présentant en outre une ouverture 6 latérale, puis à réaliser par moulage de matière thermoplastique un insert 7, à introduire un organe de régulation 3 présentant deux corps de clapet 4, 14 dans le boîtier 1, à surmouler d'une matière synthétique souple les surfaces de l'insert 7 destinées à entrer en contact avec les surfaces d'appui de la paroi interne du corps de boîtier 1 et l'ouverture d'extrémité 10 formant siège de soupape ou vanne à clapet pour le deuxième corps de clapet 14, puis à monter ledit insert 7 dans le corps 2 de boîtier 1. The subject of the invention is also a method for manufacturing a water outlet housing 1, characterized in that it consists of producing, in one piece, by molding a thermoplastic material, a housing 1 which furthermore has an opening 6 lateral, then to achieve by molding a thermoplastic material insert 7, to introduce a regulating member 3 having two valve body 4, 14 in the housing 1, overmolding a flexible synthetic material surfaces of the insert 7 intended to come into contact with the bearing surfaces of the inner wall of the casing body 1 and the end opening 10 forming the valve seat or flapper valve for the second valve body 14, and then to assemble said insert 7 in the housing body 2 1.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, particularly from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of protection of the invention.
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