FR3020111A1 - Vanne de circulation de fluide - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une 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 (42)de rappel, un organe (21) d'entrainement en rotation de l'actionneur (4), et un moyen d'arrêt (423) radial dune première extrémité (421) du ressort (42), caractérisé en ce que la vanne comprend au moins un moyen de d'accroche (46) d'une deuxième extrémité (422) du ressort du ressort (42), le moyen d'accroche (46) étant configuré pour recevoir la deuxième extrémité (422) du ressort selon un sens de rotation horaire ou anti-horaire de l'organe d'entrainement (21).

Description

VANNE DE CIRCULATION DE FLUIDE La présente invention concerne une vanne de circulation de fluide, et plus précisément une vanne de circulation de fluide pour véhicule automobile.
Elle 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 rappel lié à un secteur denté ou à une roue dentée.
Ce ressort comporte une extrémité fixe, qui est en butée dans une fente ou sur un plot, et une extrémité mobile liée au secteur denté ou la roue dentée. Le maintien de ce ressort de rappel implique parfois une fonction captive pour des contraintes d'assemblages. Une des solutions connues, la moins encombrante, d'accroche de ressort de rappel, consiste à loger l'extrémité mobile du ressort dans une fente asymétrique comportant un ergot. La forme de l'extrémité du ressort et la géométrie de la fente permettent d'assurer la fonction captive nécessaire lors du montage de l'actionneur dans le corps de la vanne.
Une autre solution consiste à utiliser un ergot sur le secteur denté ou la roue dentée. Cet ergot sert de fonction captive. L'accroche de l'extrémité mobile du ressort se fait ensuite sur une butée. Un inconvénient de ces solutions provient du fait que l'accroche du ressort n'est adaptée qu'à un sens unique de rotation de l'actionneur. Ce fonctionnement possible, uniquement dans un sens, limite les possibilités d'utilisations de l'actionneur. 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 rappel , un organe d'entrainement en rotation de l'actionneur, et un moyen d'arrêt radial dune première extrémité du ressort, la vanne comprenant au moins un moyen de d'accroche d'une deuxième extrémité du ressort du ressort, le moyen d'accroche étant configuré pour recevoir la deuxième extrémité du ressort selon un sens de rotation horaire ou anti-horaire de l'organe d'entrainement. L'invention présente ainsi l'avantage de permettre l'utilisation de l'arbre de commande dans les deux sens de rotation, horaire et anti-horaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'accroche est formé par une fente symétrique. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'accroche est configuré pour épouser la forme du ressort. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'accroche comporte un moyen anti-retour.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen anti-retour est un ergot. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen anti-retour est disposé à l'intérieur du moyen d'accroche. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comporte deux moyens de positionnement du ressort. Selon un mode de réalisation de l'invention, les deux moyens de positionnement sont positionnés de manière symétrique de part et d'autre de la fente, à l'intérieur de l'organe d'entrainement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les deux moyens de positionnement sont formés par deux plots. Selon un mode de réalisation de l'invention, les plots sont disposés de façon à former entre eux un angle a compris entre 150 et 180 degrés.
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 vue en perspective, de l'ensemble de l'arbre de commande et de l'organe d'entrainement de la vanne de la figure 1, - la figure 3 est vue de dessus d'une partie de la vanne comprenant le système d'accroche selon l'invention, a) selon un sens de rotation horaire, b) selon un sens de rotation anti-horaire, la figure 4 est vue en détail du système d'accroche selon l'invention, la figure 5 est vue de dessus d'une partie de la vanne montrant les deux plots de positionnement selon l'invention. Comme illustré sur la figure 1, l'invention concerne une vanne de circulation de fluide, notamment pour véhicule automobile. Il s'agit ici d'une vanne de réglage du débit de gaz d'admission d'un moteur thermique, en particulier d'une vanne doreuse pour moteur diesel.
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 un arbre de commande 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'arbre de commande 4, comme illustré par la flèche 20 tournant autour de l'axe longitudinal A de l'arbre de commande 4. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'arbre de commande 4 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 ledit arbre de commande 4. L'arbre de commande 4 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'arbre, 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'arbre de commande 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, l'organe d'entrainement 21 est surmoulé sur l'arbre de commande 4. Ce surmoulage assure ainsi une solidarisation sans jeu entre ces deux organes. Il est ainsi possible de les préassembler avant montage dans le corps 2.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'entrainement 21 est, par exemple, en matériau plastique et/ou l'arbre de commande est, par exemple, en métal, notamment en acier inoxydable. 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. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend au moins un ressort de rappel 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. Une première extrémité 421 du ressort 42 prend appui sur le corps 2, et une deuxième extrémité 422 du ressort est logée dans un moyen d'accroche 46 de l'organe d'entrainement 21, illustré sur les figure 2 à 5. Le ressort 42 est centré, notamment, sur l'axe longitudinal A. 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 423 radial du corps 2. Ce moyen d'arrêt 423 est fixé ou formé directement dans le corps de la vanne 2. Selon un mode de réalisation de l'invention, ce moyen d'arrêt 423 est une butée, 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. Ce moyen d'arrêt 423 est configuré pour recevoir la première extrémité 421 du ressort quelque soit le sens de rotation dans lequel est entrainé le ressort 42. Plus précisément, le moyen d'arrêt 423 permet d'arrêter la première extrémité 421 du ressort 42 lorsque le ressort est entrainé en rotation dans le sens horaire ou dans le sens anti-horaire. Le moyen d'accroche 46 selon l'invention, est formé par une fente 46. Cette fente 46 accueillant la deuxième extrémité 422 du ressort 42 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'arbre de commande 4. La fente 46 permet une position d'accrochage de la deuxième extrémité du ressort à chacune de ses extrémités. Plus précisément, la fente 46 selon l'invention est symétrique. Ainsi quelque soit le sens de rotation de l'organe d'entrainement 21, et ainsi du ressort 42, la fente permet l'accroche de la deuxième extrémité 421 du ressort 42. Selon un mode de réalisation de l'invention illustrée sur la figure 4, le moyen d'accroche 46 selon l'invention est configuré pour épouser la forme du ressort 42.
Plus précisément, les extrémités 461, 462 du moyen d'accroche 46 sont creusées et arrondies. Le moyen d'accroche a ainsi une fonction captive permettant d'accrocher le ressort lorsqu'il est en mouvement et de le retenir.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'accroche 46 comporte un moyen anti-retour 463. Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen anti-retour 463 est un ergot. Ce moyen anti-retour 463 est disposé à l'intérieur du moyen d'accroche 46.
Plus précisément, l'ergot 463 est disposé dans la fente 46, sur la paroi située vers l'intérieur de l'organe d'entrainement 21 selon un plan radial. Cet ergot permet ainsi de retenir l'extrémité du ressort dans la fente. Lorsqu'il est inséré dans la fente, le ressort est donc bloqué et ne peut plus repartir en arrière, ou difficilement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le secteur denté comporte deux moyens de positionnement 471, 472 du ressort 42 illustrés figure 5. Ces deux moyens de positionnement 471, 472 sont positionnés de manière symétrique de part et d'autre de la fente 46, à l'intérieur du secteur denté, c'est à dire vers l'intérieur de la vanne, en direction du volet 5 de la vanne.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement 471, 472 sont positionnés de façon à assurer l'isostatisme de positionnement du ressort 42 dans sa partie mobile en créant une zone d'appui ponctuelle sur le diamètre intérieur de la première spire du ressort 42. Ainsi, ces moyens de positionnements 471, 472 associés au moyen d'accroche 46, permettent d'optimiser les frottements entre ressort et partie mobile et minimise les couts de fabrication de la vanne. Selon un mode de réalisation de l'invention, les deux moyens de positionnement 471, 472 sont formés par deux plots.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les plots sont disposés de façon à former entre eux un angle a compris entre 150 et 180 degrés, et de manière préférée égal à 160 degrés. La vanne selon l'invention comprend une platine 54, notamment métallique, définissant au moins une première butée radiale 56, (figure 2) délimitant une course angulaire de l'organe d'entrainement 21. Plus précisément, la platine 54 est liée en rotation à l'arbre de commande 4 et surmoulée par l'organe d'entrainement 21. Dans les positions angulaires extrêmes de la vanne, la butée radiale 56 vient en contact d'une butée d'arrêt angulaire non illustrée.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'entrainement comprend une deuxième butée radiale 56' visible sur la figure 2. Ces deux butées 56, 56' radiale permettent d'arrêter la course de l'organe d'entrainement 21 quelque soit son sens de rotation, horaire ou anti-horaire. Ainsi, lors du fonctionnement de la vanne, lorsque le ressort est entrainé en rotation dans le sens horaire, la première extrémité 421 du ressort 42 prend appuie sur le moyen d'arrêt 423. La deuxième extrémité 422 du ressort 42 est alors captée par le moyen d'accroche 46 et prend appui sur l'extrémité 461 de la fente opposée à la direction du sens de rotation. La première spire du ressort vient alors en appui sur le plot de positionnement 472 disposé après la fente 46 par rapport au sens de rotation. L'organe d'entrainement 21 vient ensuite en buté contre une butée angulaire par le biais d'une butée radiale. Le même type de fonctionnement se retrouve lorsque le ressort est entrainé dans le sens anti-horaire, avec cette fois ci une accroche via l'extrémité 462 de la fente 46 et un appui sur le plot 471.
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 (11)

  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 (42)de rappel , un organe d'entrainement (21) en rotation de l'actionneur (4), et un moyen d'arrêt (423) radial dune première extrémité (421) du ressort (42), caractérisé en ce que la vanne comprend au moins un moyen de d'accroche (46) d'une deuxième extrémité (422) du ressort du ressort (42), le moyen d'accroche (46) étant configuré pour recevoir la deuxième extrémité (422) du ressort selon un sens de rotation horaire ou anti-horaire de l'organe d'entrainement (21).
  2. 2. Vanne selon la revendication 1, dans laquelle le moyen d'accroche est formé par une fente (46) symétrique.
  3. 3. Vanne selon une des revendications 1 à 2, dans laquelle le moyen d'accroche (46) est configuré pour épouser la forme du ressort (42).
  4. 4. Vanne selon une des revendications 1 à 3, dans laquelle le moyen d'accroche (46) comporte un moyen anti-retour (463).
  5. 5. Vanne selon la revendication 4, dans laquelle le moyen anti-retour (463) est un ergot.
  6. 6. Vanne selon une des revendications 4 à 5, dans laquelle le moyen anti- retour (463) est disposé à l'intérieur du moyen d'accroche (46).
  7. 7. Vanne selon une des revendications 1 à 6, comportant deux moyens de positionnement (471, 472) du ressort (42).
  8. 8. Vanne selon la revendication 7, dans laquelle les deux moyens de positionnement (471, 472) sont positionnés de manière symétrique de part et d'autre de la fente (46), à l'intérieur de l'organe d'entrainement (21).
  9. 9. Vanne selon une des revendications 7 à 8, dans laquelle les deux moyens de positionnement (471, 472) sont formés par deux plots (471, 472).
  10. 10. Vanne selon la revendication 9, dans laquelle les plots (471, 472) sont disposés de façon à former entre eux un angle a compris entre 150 et 180 degrés.
  11. 11. Véhicule automobile comportant une vanne selon une des revendications 1 à 10.5
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