FR3020110A1 - Vanne de circulation de fluide - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une vanne de circulation de fluide comportant un corps présentant un conduit de passage du fluide, un volet obturateur du conduit, un actionneur du volet, l'actionneur étant libre en rotation et comportant un ressort (42) de torsion, et un organe d'entrainement en rotation de l'actionneur, caractérisé en ce que la vanne comprend des moyens de positionnement (424) du ressort (42).

Description

VANNE DE CIRCULATION DE FLUIDE La présente invention concerne le domaine des vannes de circulation de fluide, et plus précisément une vanne de circulation de fluide pour véhicule automobile comportant un actionneur avec ressort de rappel. La vanne selon l'invention est plus particulièrement destinée à des applications en tant que vanne doreuse de gaz d'admission de moteurs à combustion interne, qu'ils soient à essence ou Diesel. Elle trouve aussi ses applications en tant que vanne de recirculation de gaz d'échappement ou vanne EGR (pour Exhaust Gaz Recirculation selon la terminologie anglaise). D'autres applications de la vanne conforme à l'invention sont également possibles sans sortir du cadre de l'invention. Il est déjà connu des actionneurs, et par exemple des actionneurs de vannes de circulation de fluide, fonctionnant selon une cinématique réversible. Ces actionneurs ou arbres de commande utilisent comme élément de retour dans leur position d'équilibre un ressort de torsion lié à un secteur denté ou à une roue dentée. Ce ressort comporte une partie fixe, qui est en butée dans une fente ou sur un plot, et une partie mobile liée au secteur dentée ou la roue dentée. Généralement ces actionneurs ou arbres de commande sont disposés dans un environnement complexe ou espace restreint, et par exemple dans le corps d'une vanne d'un véhicule automobile comme décrit dans la demande FR2992046. Un inconvénient avec ce type de dispositif provient du fait que dans de tels environnements, plusieurs éléments jouant le rôle de butée de la partie fixe sont présents. La partie fixe du ressort ne va ainsi pas être en butée sur la butée ou dans la fente initialement prévue pour un bon positionnement du ressort. Le bon positionnement du ressort est important pour garantir le bon angle de tarage et donc le bon couple de rappel de la cinématique de l'actionneur. Un mauvais positionnement influence donc le couple de rappel qui n'est plus aussi efficace que ce qu'il devrait l'être.
Pour cela, la présente invention propose une vanne de circulation de fluide comportant un corps présentant un conduit de passage du fluide, un volet obturateur du conduit, un actionneur du volet, l'actionneur étant libre en rotation et comportant un ressort de torsion, et un organe d'entrainement en rotation de l'actionneur, la vanne comprenant des moyens de positionnement du ressort. L'invention présente ainsi l'avantage de permettre de guider le ressort jusqu'à une position fonctionnelle dans laquelle la première extrémité du ressort, et donc le ressort également, permet un fonctionnement optimum de la vanne. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement sont formés par une rampe permettant de guider une première extrémité du ressort jusqu'à sa position fonctionnelle. Selon un mode de réalisation de l'invention, la rampe est formée par une glissière ou rainure. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement de la première extrémité du ressort sont creusés dans la fonderie du corps de la vanne. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement de la première extrémité du ressort sont adaptés à la taille de la première extrémité du ressort.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement de la première extrémité du ressort débouchent au niveau d'une butée d'arrêt radiale de la première extrémité du ressort. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement de la première extrémité du ressort sont disposés tout autour du ressort.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la largeur des moyens de positionnement de la première extrémité du ressort diminue progressivement jusqu'à la butée d'arrêt radiale. L'invention concerne également un véhicule automobile comportant une vanne selon l'invention.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un exemple de réalisation d'une vanne de circulation de fluide conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue, en perspective de l'actionneur de la vanne selon l'invention, - la figure 3 est une vue d'une partie de la vanne selon l'invention, - La figure 4 est une vue des moyens de positionnement du ressort de la vanne selon l'invention. Comme illustré sur la figure 1, l'invention concerne une vanne avec actionneur comportant des moyens de positionnement d'un ressort. L'actionneur est également appelé arbre de commande.
Selon un mode de réalisation, l'actionneur est un actionneur de vanne de circulation de fluide, notamment pour véhicule automobile. Plus précisément, la vanne est une vanne de réglage du débit de gaz d'admission d'un moteur thermique, et en particulier une vanne doreuse pour moteur diesel. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'actionneur est, par exemple, en métal, notamment en acier inoxydable. La vanne est une vanne bien connue de l'homme du métier et est par exemple telle que celle décrite dans la demande de brevet FR2992046. Notamment, la vanne comprend un corps 2 à l'intérieur duquel est ménagé un conduit 3 de circulation du fluide. Le corps 2 est ici destiné à être monté, par l'intermédiaire de raccords, sur une ligne d'admission du moteur de manière à ce que la partie des gaz circulant dans cette dérivation traverse le conduit et soit dirigée vers le moteur pour participer à la combustion. Les raccords et la ligne d'admission n'ont pas été représentés, étant bien connus en eux-mêmes.
Dans le corps 2 de la vanne 1, sont reçus l'actionneur 4, libre en rotation avec, solidaire de celui-ci, un volet 5 permettant d'obturer le conduit 3 en fonction de la position angulaire de l'actionneur 4, comme illustré par la flèche 20 tournant autour de l'axe longitudinal A de l'actionneur 4.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'actionneur4 est lié en rotation au volet d'obturation 5 par des organes de fixation 14, ici par exemple un système vis-écrous, ou autres, ce qui permet au volet de pouvoir tourner avec l'arbre entre deux positions extrêmes. Une des positions totalement ouverte, comme sur la figure 1, laisse passer le fluide, et l'autre, non illustrée, bloque son passage, le volet étant alors appliqué contre la paroi latérale du conduit 3. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend des moyens de liaison 6, 7 pivot entre ledit corps 2 et l'actionneur 4. L'actionneur4 peut ainsi pivoter librement autour de l'axe A, par un ajustement glissant prévu entre l'arbre et les moyens de liaison.
L'extrémité de l'actionneur, qualifiée de supérieure 12 débouche vers l'extérieur du corps 2 de la vanne 1 pour être reliée à un organe d'entrainement 21 en rotation dudit arbre de commande 4. Comme cela est illustré sur la figure 2, selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'entrainement 21 est, par exemple, un secteur denté 22 comprenant une partie centrale 24 centré sur l'actionneur 4 et une excroissance radiale 26, formant un secteur d'angle légèrement supérieur au débattement angulaire du volet et munie de dents d'engrenage 28. Si l'on se reporte de nouveau à la figure 1, on constate que le secteur denté 22 est ici lié en rotation à une roue de renvoie 30 libre en rotation par rapport au corps 2 autour d'un axe d'articulation 32 parallèle à l'axe longitudinal A de l'arbre de commande 4. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend, un moteur électrique, non illustré, notamment un moteur pas à pas. Le moteur électrique engrène sur un grand pignon 36 de la roue de renvoi 30 tandis que le secteur denté 22 engrène sur un petit pignon 37 de cette dernière. L'actionnement du moteur entraine de la sorte une rotation de la roue de renvoie 30 qui entraine à son tour une rotation du secteur denté 22 et donc du volet 5 par l'intermédiaire de l'arbre de commande 4.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'entrainement 21, la roue intermédiaire 30 et/ou ledit moteur sont positionnés dans un logement 38 de la vanne fermé par un couvercle 40. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend au moins un ressort de torsion 42 permettant de positionner le volet 5 dans une position de repos, ici une position ouverte. Par position de repos, on entend une position prise lorsque le moteur de la vanne n'est pas actionné. Comme illustré sur la figure 3, une première extrémité 421 du ressort 42 prend appui sur le corps 2, et une deuxième extrémité 422 du ressort prend appui sur l'organe d'entrainement 21, au niveau d'une fente 46 illustrée figure 2. Le ressort 42 est centré, notamment, sur l'axe longitudinal A. La fente 46 accueille ainsi la deuxième extrémité 422 du ressort 42, illustré figure 1. La fente 46 traverse axialement la paroi 50 de l'organe d'entrainement 21. La fente 46 est orientée, par exemple, selon un secteur d'angle, centré sur axe longitudinal A de l'actionneur 4. La fente 46 définit ainsi une position d'accrochage du ressort 42. La première extrémité 421 du ressort 42 est ainsi en appui sur le corps 2 de la vanne. Cette première extrémité 421 est également appelée extrémité fixe par opposition à la deuxième extrémité 422 qui est entrainée par l'organe d'entrainement 21. En effet, cette première extrémité 421 du ressort 42 n'est pas entrainée en rotation par l'organe d'entrainement 21. La première extrémité 421 du ressort 42 est en appuie sur un moyen, d'arrêt radial, du corps 2.
Selon un mode de réalisation de l'invention, ce moyen d'arrêt 423 est une butée, et par exemple un plot, contre lequel bute la première extrémité 421 du ressort 42. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, ce moyen d'arrêt 423 est une fente, non illustrée, dans laquelle s'insère la première extrémité 421 du ressort 42. Afin que la première extrémité 421 du ressort 42 soit dans une position correcte, quelque soit sa position de départ lors du montage de la vanne, la vanne selon l'invention comporte des moyens de positionnement 424 du ressort illustrés figure 4. Plus précisément, ces moyens 424 permettent de guider la première extrémité 421 du ressort 42 jusqu'à sa position fonctionnelle. On entend par position fonctionnelle, la position dans laquelle la première extrémité 421 du ressort 42, et donc le ressort 42 également, le fonctionnement de la vanne est optimum. Comme expliqué précédemment, le bon positionnement du ressort est important pour garantir le bon angle de tarage et donc le bon couple de rappel de la cinématique de l'actionneur. Un mauvais positionnement influence donc le couple de rappel qui n'est plus aussi efficace que ce qu'il devrait l'être. Ainsi, lorsque la première extrémité 421 du ressort 42 est correctement positionnée, le ressort 42 joue son rôle auprès de l'organe de l'entrainement 21 en le ramenant dans sa position de repos. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement 424 sont formés par une rampe creusée dans la fonderie du corps 2 de la vanne. Plus précisément, cette rampe est formée par une glissière ou rainure.
La forme de la rampe 424 est adaptée à la taille de la première extrémité 421 du ressort 42. La rampe 424 permet ainsi à la première extrémité 421 du ressort de glisser ou coulisser jusqu'à la butée qui va l'arrêter. La rampe 424 guide le ressort jusqu'à la butée d'arrêt. La rampe 424 débouche ainsi au niveau de la butée d'arrêt.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la rampe 424 est disposée tout autour du ressort 42. Selon un mode de réalisation de l'invention, la largeur de la rampe 424 diminue progressivement jusqu'à la butée d'arrêt. Ces moyens de positionnement 424 garantissent un chemin direct à l'extrémité du ressort jusqu'à la butée qui permet le bon positionnement du ressort 42. Il n'y a ainsi plus aucune butée supplémentaire sur le chemin de la première extrémité 421 du ressort 42 qui pourrait empêcher son bon positionnement. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend une cible de capteur 66. Il s'agit, par exemple, d'un aimant plat décrit dans la demande FR2992046. Une telle vanne est plus particulièrement destinée à des applications en tant que vanne doreuse de gaz d'admission de moteurs à combustion interne, qu'ils soient à essence ou Diesel. Elle trouve aussi ses applications en tant que vanne de recirculation de gaz d'échappement ou vanne EGR (pour Exhaust Gaz Recirculation selon la terminologie anglaise). D'autres applications de la vanne conforme à l'invention sont également possibles sans sortir du cadre de l'invention. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Vanne de circulation de fluide comportant un corps (2) présentant un conduit (3) de passage du fluide, un volet (5) obturateur du conduit (3), un actionneur (4) du volet (5), l'actionneur étant libre en rotation et comportant un ressort de torsion, et un organe (21) d'entrainement en rotation de l'actionneur (4), caractérisé en ce que la vanne comprend des moyens de positionnement (424) du ressort (42).
  2. 2. Vanne selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de positionnement (424) sont formés par une rampe (424) permettant de guider une première extrémité (421) du ressort (42) jusqu'à sa position fonctionnelle.
  3. 3. Vanne selon la revendication 2, dans laquelle la rampe (424) est formée par une glissière ou rainure.
  4. 4. Vanne selon une des revendications 1 à 3, dans laquelle les moyens de positionnement (424) de la première extrémité du ressort sont creusés dans la fonderie du corps (2) de la vanne.
  5. 5. Vanne selon une des revendications 1 à 4, dans laquelle les moyens de positionnement (424) de la première extrémité du ressort sont adaptés à la taille de la première extrémité (421) du ressort (42).
  6. 6. Vanne selon une des revendications 1 à 5, dans laquelle les moyens de positionnement (424) de la première extrémité du ressort débouchent au niveau d'une butée d'arrêt radiale (423) de la première extrémité (421) du ressort (42).
  7. 7. Vanne selon une des revendications 1 à 6, dans laquelle les moyens de positionnement de la première extrémité du ressort (424) sont disposés tout autour du ressort (42).
  8. 8. Vanne selon une des revendications 1 à 7, dans laquelle la largeur des moyens de positionnement (424) de la première extrémité du ressort diminue progressivement jusqu'à la butée d'arrêt radiale (423).
  9. 9. Véhicule automobile comportant une vanne selon une des revendications 1 à 8.
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