EP3134629A1 - Vanne de circulation de fluide - Google Patents

Vanne de circulation de fluide

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EP3134629A1
EP3134629A1 EP15725782.5A EP15725782A EP3134629A1 EP 3134629 A1 EP3134629 A1 EP 3134629A1 EP 15725782 A EP15725782 A EP 15725782A EP 3134629 A1 EP3134629 A1 EP 3134629A1
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EP
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valve
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stop
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angular
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Michael SANCHES
Guillaume Davoult
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    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/1065—Mechanical control linkage between an actuator and the flap, e.g. including levers, gears, springs, clutches, limit stops of the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/70—Flap valves; Rotary valves; Sliding valves; Resilient valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M26/65—Constructional details of EGR valves
    • F02M26/72—Housings

Definitions

  • the present invention relates to a fluid circulation valve, and more specifically to a fluid circulation valve for a motor vehicle.
  • the drive member comprises at least one toothed sector.
  • the toothed sector is connected in rotation to a free return wheel in rotation, relative to the body, about an axis of articulation parallel to a longitudinal axis of the control shaft.
  • An electric motor rotates the return wheel which in turn rotates the toothed sector and therefore the flap via the control shaft.
  • the valve also comprises at least one radial abutment defining an angular stroke of the toothed sector.
  • a torsion spring connected to the toothed sector and to the body makes it possible to return the drive member to a position of equilibrium dependent on the radial stops. Through the spring is also provided an axial thrust under the toothed sector so that its vertical position is maintained during its rotation.
  • FIG. 1 is an axial sectional view of an exemplary embodiment of a fluid circulation valve according to the invention, according to a first embodiment.
  • control shaft 4 is connected in rotation to the shutter 5 by fasteners 14, here for example a screw-nut system, or other, which allows the shutter to rotate with the shaft between two extreme positions.
  • fasteners 14 here for example a screw-nut system, or other, which allows the shutter to rotate with the shaft between two extreme positions.
  • One of the fully open positions, as in FIG. 1, lets the fluid pass, and the other, not shown, blocks its passage, the shutter then being applied against the lateral wall of the duct 3.
  • the valve comprises an electric motor, not shown, in particular a stepping motor.
  • the electric motor meshes with a large pinion 36 of the idler wheel 30 while the toothed sector 22 meshes with a small pinion 37 of the latter.
  • the actuation of the motor thus causes a rotation of the return wheel 30 which in turn causes rotation of the toothed sector 22 and therefore of the flap 5 via the control shaft 4.
  • the drive member 21, the intermediate wheel 30 and / or said motor are positioned in a housing 38 of the valve closed by a cover 40.
  • the valve according to the invention comprises a plate 54, in particular a metal plate, defining at least a first radial abutment 56, (FIG. 2) delimiting an angular stroke of the drive member 21. More specifically, the plate 54 is rotatably connected to the control shaft 4 and overmolded by the drive member 21. In the extreme angular positions of the valve, the radial stop 56 comes into operation. contact of a stop 200 angular visible in Figure 3. The stop stop 200 angular is thus arranged to stop the radial abutment 56.
  • the drive member comprises a second radial abutment 56 'visible in FIG.

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Abstract

L'invention concerne une vanne (1) de circulation de fluide comportant un corps (2) présentant un conduit (3) de passage du fluide, un volet (5) obturateur du conduit (3), un arbre (4) de commande du volet (5), libre en rotation, et un organe (21) d'entraînement en rotation de l'arbre de commande (4), caractérisé en ce que la vanne comprend un moyen d'arrêt (201) axial de l'organe d'entraînement (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 doseuse 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 vannes de circulation de fluide comportant un corps présentant un conduit de passage du fluide, un volet, un arbre de commande, constitué d'une tige métallique, du volet, libre en rotation, et un organe d'entraînement en rotation de l'arbre de commande. La rotation du volet permet de régler le débit de fluide circulant dans le conduit.
L'organe d'entraînement comprend au moins un secteur denté. Le secteur denté est lié en rotation à une roue de renvoie libre en rotation, par rapport au corps, autour d'un axe d'articulation parallèle à un axe longitudinal de l'arbre de commande. Un moteur électrique entraine en rotation la roue de renvoie qui entraine à son tour en rotation le secteur denté et donc le volet par l'intermédiaire de l'arbre de commande. La vanne comprend également au moins une butée radiale délimitant une course angulaire du secteur denté. Un ressort de torsion lié au secteur denté et au corps permet de ramener l'organe d'entraînement dans une position d'équilibre dépendante des butées radiales. Par l'intermédiaire du ressort est également assurée une poussée axiale sous le secteur denté de sorte que sa position verticale soit maintenue lors de sa rotation.
Un inconvénient de ce type de dispositif provient du fait que le secteur denté n'étant pas arrêté suivant l'axe longitudinal de l'arbre, le secteur denté peut s'échapper de son logement et potentiellement blesser un opérateur lors du montage dans le corps de vanne. Cela peut engendrer également des retards ou blocages dans le flux de production.
Pour remédier à cet inconvénient, une contre pression de maintien est nécessaire sur le secteur denté lors de son montage, qu'elle soit réalisée manuellement ou par l'intermédiaire d'un outillage, ce qui rallonge le processus de montage et le rend difficilement automatisable.
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 arbre de commande du volet, libre en rotation, et un organe d'entraînement en rotation de l'arbre de commande, caractérisé en ce que la vanne comprend un moyen d'arrêt axial de l'organe d'entraînement.
L'invention présente ainsi l'avantage de ne pas nécessiter une contre pression de maintien sur le secteur denté lors de son montage, qu'elle soit réalisée manuellement ou par l'intermédiaire d'un outillage. Les avantages d'une telle solution sont un gain de coût, de temps et de sécurité dans le procédé de montage de la vanne.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'arrêt axial de l'organe d'entraînement est formé sur une butée d'arrêt angulaire de l'organe d'entraînement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moyen d'arrêt axial est formé par un évidemment usiné ou intégré à la fonderie dans une butée d'arrêt angulaire de l'organe d'entraînement
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'évidemment est configuré pour recevoir une butée radiale de l'organe d'entraînement.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend une platine, liée en rotation à l'arbre de commande et surmoulée par l'organe d'entraînement, la platine définissant au moins une première butée radiale.
L'invention concerne également un véhicule automobile équipé d'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, selon un premier mode de réalisation.
la figure 2 est vue, en perspective, de l'ensemble de l'arbre de commande et de l'organe d'entraînement de la vanne de la figure 1,
- la figure 3 est vue, en perspective d'une partie de la vanne comprenant la butée selon l'invention.
Comme illustré sur la figure 1, l'invention concerne une vanne 1 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 doseuse 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'entraînement 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'entraînement 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'entraînement 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. Le premier ressort 42 prend appui, d'une part sur le corps 2, et sur l'organe d'entraînement 21, au niveau d'une fente 46 illustrée figure 2. Le premier ressort 42 est centré, notamment, sur l'axe longitudinal A.
La fente 46 accueille une extrémité du ressort 42, illustré figure 1. La fente 46 traverse axialement la paroi 50 de l'organe d'entraînement 21. La fente 46 définit avantageusement deux positions d'accrochage pour le ressort 42.
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 définit de la sorte une position d'accrochage du ressort à chacune de ses extrémités angulaires.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'entraînement 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'entraînement 21 est, par exemple, en matériau plastique et/ou l'arbre de commande est, par exemple, en métal, notamment en acier inoxydable.
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'entraînement 21. Plus précisément, la platine 54 est liée en rotation à l'arbre de commande 4 et surmoulée par l'organe d'entraînement 21. Dans les positions angulaires extrêmes de la vanne, la butée radiale 56 vient en contact d'une butée d'arrêt 200 angulaire visible sur la figure 3. La butée d'arrêt 200 angulaire est ainsi disposée de façon à arrêter la butée radiale 56.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la butée d'arrêt 200 angulaire est intégrée au corps de la vanne.
Dans le cadre de l'invention, la butée d'arrêt 200 angulaire comprend un moyen d'arrêt 201 axial de l'organe d'entraînement 21.
Selon un mode de réalisation de l'invention, ce moyen d'arrêt axial 201 est un moyen d'arrêt axial lors du montage de la vanne, et plus précisément lors du montage du secteur denté.
Selon un mode de réalisation de l'invention, ce moyen d'arrêt 201 axial est formé par un évidemment, de type rainure, usiné dans la butée d'arrêt 200 angulaire ou intégré à la fonderie. Cet évidemment est configuré pour recevoir la butée radiale 56. Sa taille est adaptée à celle de la butée radiale 56.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la profondeur du moyen d'arrêt 201 axial permet l'insertion, d'une grande partie de la butée radiale 56. Par grande partie, on entend le fait que la butée axiale 56 est suffisamment insérée pour ne pas s'échapper selon l'axe A de l'arbre 4 dans une direction opposée à l'arbre 4, vers l'extérieur de la vanne.
Plus précisément ce moyen d'arrêt 201 axial est formé sur un coté de la butée d'arrêt 200 angulaire exactement où la butée radiale 56 va venir buter. La butée axiale en fin de course peut ainsi s'insérer dans le moyen d'arrêt 201.
Les avantages d'une telle solution sont un gain de coût, de temps et de sécurité dans le procédé de montage de la vanne.
Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'entraînement comprend une deuxième butée radiale 56' visible sur la figure 2.
La platine comprend deux bras radiaux non visibles respectivement terminés par les butées radiales 56, 56'.
La platine 54 présente un orifice 60 de passage de l'arbre de commande 4. 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 doseuse 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

REVENDICATIONS
1. Vanne (1) de circulation de fluide comportant un corps (2) présentant un conduit (3) de passage du fluide, un volet (5) obturateur du conduit (3), un arbre (4) de commande du volet (5), libre en rotation, et un organe (21) d'entrainement en rotation de l'arbre de commande (4), caractérisé en ce que la vanne comprend un moyen d'arrêt (201) axial de l'organe d'entrainement (21).
2. Vanne (1) selon la revendication 1, dans laquelle le moyen d'arrêt (201) axial de l'organe d'entrainement (21) est formé sur une butée d'arrêt (200) angulaire de l'organe d'entrainement.
3. Vanne (1) selon une des revendications 1 à 2, dans laquelle le moyen d'arrêt (201) axial est formé par un évidemment usiné ou intégré à la fonderie dans une butée d'arrêt (200) angulaire de l'organe d'entrainement
4. Vanne (1) selon la revendication 3, dans laquelle l'évidemment est configuré pour recevoir une butée radiale (56) de l'organe d'entrainement (21).
5. Vanne (1) selon une des revendications 2 à 4, comprenant une platine (54), liée en rotation à l'arbre de commande (4) et surmoulée par l'organe d'entrainement (21), la platine définissant au moins une première butée radiale (56).
6. Véhicule automobile comprenant une vanne (1) selon une des revendications 1 à 5.
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