EP4581285A1 - Actionneur, notamment de type électromécanique - Google Patents

Actionneur, notamment de type électromécanique

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Publication number
EP4581285A1
EP4581285A1 EP23767831.3A EP23767831A EP4581285A1 EP 4581285 A1 EP4581285 A1 EP 4581285A1 EP 23767831 A EP23767831 A EP 23767831A EP 4581285 A1 EP4581285 A1 EP 4581285A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
actuator
output member
rotating output
rotating
Prior art date
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Pending
Application number
EP23767831.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sachidhanandam Baskaran
Vignesh RAJENDIRAN
Gabriel Ridolfi
Pavan Kumar
Thangavel Erusappan
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Electrification SAS
Original Assignee
Valeo Electrification SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Electrification SAS filed Critical Valeo Electrification SAS
Publication of EP4581285A1 publication Critical patent/EP4581285A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/031—Gearboxes; Mounting gearing therein characterised by covers or lids for gearboxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H2057/02034—Gearboxes combined or connected with electric machines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/021—Shaft support structures, e.g. partition walls, bearing eyes, casing walls or covers with bearings
    • F16H57/022—Adjustment of gear shafts or bearings
    • F16H2057/0221—Axial adjustment

Definitions

  • the present invention relates to an actuator, in particular of the electromechanical type, in particular for an application on a vehicle, for example a motor vehicle.
  • the vehicle may be land, sea or air.
  • the actuator described in this patent application DE102020120241 A1 comprises, in a housing closed by a cover, a BLDC type electric motor with a stator and a rotor.
  • a reduction gear train is also provided to transmit a torque produced by the motor to an output pinion.
  • This output gear is formed in one piece with a hollow shaft passing through an opening in the housing to be connected to a valve element.
  • a three-pronged support member holds the upper end of the output gear.
  • FIG. 1 shows an actuator 100 of a type substantially similar to that described in patent application DE102020120241 A1.
  • This actuator comprises an electric motor 101 which drives, via a set of gears (not shown), an output pinion 102.
  • This pinion 102 comprises a toothed wheel 103 and a hollow shaft 104 made in one piece.
  • the upper part of the pinion 102 is held by a support member 106, forming a first smooth pivoting bearing 107.
  • a second bearing pivoting 108 is present at the lower end of the hollow shaft 104.
  • These bearings 107 and 108 are radial type supports.
  • An axial stop is provided between the output pinion 102 and an annular wall 110 of the housing.
  • the alignment of the one-piece part (output gear/hollow shaft) in the two bearings 107 and 108 requires precision in the dimensions and positioning of these bearings. This imposes strict manufacturing tolerances.
  • the one-piece part pivots in two bearings 107 and 108, therefore in two locations, which generates more wear.
  • the presence of a hall effect sensor above a magnet carried by the one-piece part (output gear/hollow shaft) requires the use of the support member 106.
  • the invention aims in particular to improve an actuator of the type described with reference to Figure 1.
  • the subject of the invention is thus an actuator comprising a housing, a rotary output member arranged to provide an actuation torque, this rotary member being rotatable relative to the housing along an axis of rotation and comprising a first part and a second part assembled together, the housing being provided with two antagonistic axial stops on each of which each part of the rotating output member rests respectively so that once assembled and resting on the axial stops of the housing, the rotating output member is kept fixed axially in the direction of the axis of rotation.
  • axial stop we mean a stop capable of blocking translation in one of the directions along the axis of rotation of the rotating member.
  • one of the axial stops ensures blocking in translation in one of the two directions of the axis of rotation, and the other of the axial stops ensures blocking in translation in the direction opposite the axis of rotation.
  • These antagonistic axial locks thus immobilize the rotating output member axially on its axis of rotation, a member which cannot translate in one direction or the other, along the axis of rotation.
  • the rotating output member can rotate around its axis of rotation, without the possibility of translation along this axis.
  • blocking in translation in the axis of rotation of the rotating member can be achieved simply by assembling the first and second parts on the axial stops. For example, it is not necessary to use an additional part such as the support part 104 in the actuator of the figure 1.
  • the first and second parts of the rotating member sandwich the axial stops of the housing.
  • the first part of the rotating output member comprises a toothed sector, in particular in the form of a toothed wheel, configured to cooperate with a complementary gear element.
  • This complementary gear element is in particular part of a gear train between an electric motor and the rotating output member.
  • the diameter of this toothed sector, in particular of this toothed wheel corresponding to the maximum diameter of the rotating output member, this diameter being measured perpendicular to the axis of rotation .
  • the second part of the rotating output member comprises a male or female socket, arranged to cooperate with an actuating member, in particular of the type arranged to perform a function of valve.
  • the actuating member is associated with a flap to selectively take an open or closed position for the circulation of a fluid in a valve.
  • the second part of the rotating output member comprises a female socket formed by a cavity configured to cooperate with an actuating member so as to transmit the torque to it. actuation.
  • this cavity has a substantially polygonal cross section, for example hexagonal or octagonal, or a cross section with petals, arranged to receive a rod of complementary shape to the organ of actuation.
  • the second part is arranged to rotate in an outlet opening, in particular circular, of the housing, thus forming a pivot connection between this second part and the housing.
  • the second part of the rotating outlet member extends through this outlet opening.
  • the second part is arranged to rotate in contact with an internal wall of this outlet opening of the housing.
  • the housing with its outlet opening, thus forms a plain bearing for the second part of the rotating member.
  • the invention allows, due to this unique bearing, a greater sizing tolerance in the manufacturing of the parts.
  • the second part of the rotating outlet member comprises a cylindrical barrel engaged in the outlet opening of the housing.
  • the housing comprises an internal annular wall provided with a free end, which free end forms one of the axial stops.
  • This annular wall is called internal because it is inside the housing.
  • This housing is in particular closed by a cover, for example a substantially planar cover.
  • the rotating outlet member 5 is associated with a flap to selectively take an open or closed position for the circulation of a fluid in a valve.
  • the second part 15 of the rotating outlet member 5 comprises a female socket 20 formed by a cavity, arranged to cooperate with a valve actuating member such as a flap, not shown.
  • This second part 15 is arranged to rotate in contact with an internal wall 22 of this outlet opening 21.
  • the housing 8 further comprises an external annular wall 28 provided with a free end 29, and this free end 29, in the shape of a flat, defines the other axial stop 18.
  • This annular wall 28 is called external due to the fact that it is outside the housing 8.
  • the actuator 1 comprises an annular seal 33 resting on a periphery of the second part 15 of the rotating member 5, to provide a seal facing the outlet opening 21.
  • This seal 33 comprises an annular lip 34 in tight support on the cylindrical barrel 24 of the second part 15, and a rim 35 in tight support on an internal face of the housing 8.
  • the cylindrical barrel 24 is closed by a transverse wall 40 and the crown 39 is connected to this transverse wall 40.
  • the first part 14 of the rotating member 5 comprises a hollow column 42 connecting to the toothed wheel 19, and this hollow column 42 comprises a housing for housing the magnet 38.
  • the first and second parts 50 and 51 of the rotating output member 52 are assembled together by snap-fastening.
  • the second part 51 of the rotating member 52 comprises four latching tabs 54 arranged to retain the first part 50 on a shoulder 55 of this second part 51.
  • latching tabs 54 are arranged along a circular circumference, and are symmetrical to each other by rotation.
  • the first part 50 of the rotary member 52 further comprises a hollow column 58 connecting to the toothed wheel 19, this hollow column 58 comprising windows 59 in each of which engages a head of a latch tab 54 .
  • the windows 59 are arranged adjacent to the toothed wheel 19, and are arranged on a circular perimeter.

Landscapes

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Abstract

L'invention concerne un actionneur (1) comprenant un boîtier (8), un organe rotatif de sortie (5) agencé pour fournir un couple d'actionnement, cet organe rotatif étant rotatif par rapport au boîtier (8) suivant un axe de rotation (XR) et comprenant une première partie (14) et une deuxième partie (15) assemblées ensemble, le boîtier (8) étant pourvu de deux butées axiales (17, 18) antagonistes sur chacune desquelles vient en appui respectivement chaque partie de l'organe rotatif de sortie de manière à ce qu'une fois assemblées et en appui sur les butées axiales (17, 18) du boîtier, l'organe rotatif de sortie soit maintenu fixe axialement dans la direction de l'axe de rotation (XR).

Description

Description
Titre de l'invention : Actionneur, notamment de type électromécanique
[1] [La présente invention concerne un actionneur, notamment de type électromécanique, en particulier pour une application sur un véhicule, par exemple un véhicule automobile.
[2] Le véhicule peut être de type terrestre, maritime ou aérien.
[3] On connaît par la demande de brevet DE102020120241 A1 un actionneur électromécanique avec un moteur électrique du type moteur à courant continu sans balais. Ce type de moteur est désigné en anglais par « brushless direct current motor » ou « BLDC motor ». Cet actionneur sert comme actionneur de volet dans une valve. Pour le contrôle et la surveillance, le moteur électrique des actionneurs peut être équipé de capteurs afin de déterminer des paramètres moteur tels que la position du rotor, la vitesse du rotor ou l'angle de rotation d'un élément d’actionneur couplé au rotor.
[4] L'actionneur décrit dans cette demande de brevet DE102020120241 A1 , comprend, dans un boîtier fermé par un couvercle, un moteur électrique de type BLDC avec un stator et un rotor. Est également prévu un train d’engrenages réducteur pour transmettre un couple produit par le moteur vers un pignon de sortie. Ce pignon de sortie est formé d'une seule pièce avec un arbre creux traversant une ouverture du boîtier pour être connecté à un élément de vanne. Un organe de support à trois branches maintient l’extrémité supérieure du pignon de sortie.
[5] On a représenté, sur la figue 1 , un actionneur 100 d’un type sensiblement similaire à celui décrit dans la demande de brevet DE102020120241 A1 . Cet actionneur comprend un moteur électrique 101 qui entraîne, via un tain d’engrenages (non représenté), un pignon de sortie 102. Ce pignon 102 comprend une roue dentée 103 et un arbre creux 104 réalisés de manière monobloc. La partie supérieure du pignon 102 est maintenue par un organe de support 106 en formant un premier palier pivotant lisse 107. Un second palier pivotant 108 est présent à l’extrémité inférieure de l’arbre creux 104. Ces paliers 107 et 108 sont des appuis de type radial. Une butée axiale est prévue entre le pignon de sortie 102 et une paroi annulaire 110 du boîtier. L'alignement de la pièce monobloc (pignon de sortie/ arbre creux) dans les deux paliers 107 et 108 nécessite une précision dans les dimensions et positionnement de ces paliers. Ceci impose des tolérances de fabrication sévères. En outre, la pièce monobloc pivote dans deux paliers 107 et 108, donc en deux emplacements, ce qui génère davantage d’usure. De plus, la présence d’un capteur à effet hall au-dessus d’un aimant porté par la pièce monobloc (pignon de sortie/ arbre creux) impose l’utilisation de l’organe de support 106.
[6] L’invention vise notamment à améliorer un actionneur du type décrit en référence à la figure 1.
[7] L’invention a ainsi pour objet un actionneur comprenant un boîtier, un organe rotatif de sortie agencé pour fournir un couple d’actionnement, cet organe rotatif étant rotatif par rapport au boîtier suivant un axe de rotation et comprenant une première partie et une deuxième partie assemblées ensemble, le boîtier étant pourvu de deux butées axiales antagonistes sur chacune desquelles vient en appui respectivement chaque partie de l’organe rotatif de sortie de manière à ce qu’une fois assemblées et en appui sur les butées axiales du boîtier, l’organe rotatif de sortie soit maintenu fixe axialement dans la direction de l’axe de rotation.
[8] On entend par butée axiale une butée susceptible de bloquer la translation dans l’un des sens suivant l’axe de rotation de l’organe rotatif.
[9] Ainsi, selon l’invention, l’une des butées axiales assure le blocage en translation suivant l’un des deux sens de l’axe de rotation, et l’autre des butées axiales assure le blocage en translation suivant le sens opposé de l’axe de rotation. Ces blocages axiaux antagonistes immobilisent ainsi axialement l’organe rotatif de sortie sur son axe de rotation, organe qui ne peut translater ni dans un sens ni dans l’autre, le long de l’axe de rotation.
[10] Ainsi l’organe rotatif de sortie peut tourner autour de son axe de rotation, sans possibilité de translation le long de cet axe. [11] Grâce à l’invention, le blocage en translation dans l’axe de rotation de l’organe rotatif peut être réalisé simplement par l’assemblage des première et deuxième parties sur les butées axiales. Par exemple, il n’est pas nécessaire d’utiliser une pièce supplémentaire telle que la pièce support 104 dans l’actionneur de la figure 1 .
[12] Selon l’un des aspects de l’invention, les première et deuxième parties de l’organe rotatif prennent en sandwich les butées axiales du boîtier.
[13] Selon l’un des aspects de l’invention, la première partie de l’organe rotatif de sortie comprend un secteur denté, notamment sous la forme d’une roue dentée, configuré pour coopérer avec un élément d’engrenage complémentaire. Cet élément d’engrenage complémentaire fait notamment partie d’un train d’engrenages entre un moteur électrique et l’organe rotatif de sortie.
[14] Selon l’un des aspects de l’invention, le diamètre de ce secteur denté, notamment de cette roue dentée, correspondant au diamètre maximal de l’organe rotatif de sortie, ce diamètre étant mesuré perpendiculairement à l’axe de rotation.
[15] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie de l’organe rotatif de sortie comporte une prise mâle ou femelle, agencée pour coopérer avec un organe d’actionnement, notamment du type agencé pour réaliser une fonction de vanne.
[16] Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe d’actionnement est associé à un volet pour prendre sélectivement une position ouverte ou fermée pour la circulation d’un fluide dans une vanne.
[17] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie de l’organe rotatif de sortie comporte une prise femelle formée par une cavité configurée pour coopérer avec un organe d’actionnement de sorte à lui transmettre le couple d’actionnement.
[18] Selon l’un des aspects de l’invention, cette cavité présente une section transversale sensiblement polygonale, par exemple hexagonale ou octogonale, ou une section transversale à pétales, agencée pour recevoir une tige de forme complémentaire de l’organe d’actionnement. [19] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie est agencée pour tourner dans une ouverture de sortie, notamment circulaire, du boîtier, en formant ainsi une liaison pivot entre cette deuxième partie et le boîtier.
[20] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie de l’organe rotatif de sortie s’étend à travers cette ouverture de sortie.
[21] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie est agencée pour tourner au contact d’une paroi interne de cette ouverture de sortie du boîtier.
[22] Selon l’un des aspects de l’invention, le boîtier, avec son ouverture de sortie, forme ainsi un palier lisse pour la deuxième partie de l’organe rotatif.
[23] Grâce à l’invention, un seul palier lisse est nécessaire pour assurer la fonction pivot, ce qui réduit l’usure par frottement.
[24] En outre, l’invention autorise, du fait de ce palier unique, une plus grande tolérance de dimensionnement dans la fabrication des pièces.
[25] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie de l’organe rotatif de sortie comporte un fût cylindrique engagé dans l’ouverture de sortie du boîtier.
[26] Selon l’un des aspects de l’invention, le boîtier comporte une paroi annulaire interne pourvue d’une extrémité libre, laquelle extrémité libre forme l’une des butées axiales. Cette paroi annulaire est dite interne du fait qu’elle est à l’intérieur du boîtier. Ce boîtier est notamment fermé par un couvercle, par exemple un couvercle sensiblement plan.
[27] Selon l’un des aspects de l’invention, cette extrémité libre est un plat. Ce plat forme l’une des butées axiales.
[28] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi annulaire interne comprend, sur une partie de hauteur, un chanfrein radialement intérieur et adjacent à l’extrémité libre.
[29] Selon l’un des aspects de l’invention, le secteur denté, notamment la roue dentée, de l’organe rotatif de sortie est en butée axiale sur cette extrémité libre.
[30] Selon l’un des aspects de l’invention, l’une des butées axiales est ainsi présente à l’intérieur du boîtier. [31] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi annulaire interne formant butée axiale entoure l’ouverture de sortie du boîtier.
[32] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi annulaire interne formant butée axiale présente une forme cylindrique de section circulaire.
[33] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi annulaire interne formant butée axiale est concentrique avec le fût de la deuxième partie de l’organe rotatif de sortie.
[34] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi annulaire interne formant butée axiale est réalisée monobloc avec le reste du boîtier.
[35] Selon l’un des aspects de l’invention, le boîtier comporte une paroi annulaire externe pourvue d’une extrémité libre ou un épaulement, cette extrémité libre ou cet épaulement formant l’autre des butées axiales. Cette paroi annulaire est dite externe du fait qu’elle est à l’extérieur du boîtier.
[36] Ainsi l’une des butées axiales est à l’intérieur du boîtier et l’autre des butées axiales est à l’extérieur du boîtier.
[37] Selon l’un des aspects de l’invention, cette extrémité libre de la paroi annulaire externe est un plat.
[38] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie de l’organe rotatif de sortie, notamment un fût cylindrique de cette deuxième partie, comprend une collerette, notamment annulaire, en butée axiale sur cette extrémité libre ou cet épaulement annulaire de la paroi annulaire externe du boîtier.
[39] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi annulaire externe formant butée axiale entoure l’ouverture de sortie du boîtier.
[40] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi annulaire externe formant butée axiale présente une forme cylindrique de section circulaire.
[41] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi annulaire externe formant butée axiale est concentrique avec le fût de la deuxième partie de l’organe rotatif de sortie.
[42] Selon l’un des aspects de l’invention, cette paroi annulaire externe formant butée axiale est réalisée monobloc avec le reste du boîtier. [43] Selon l’un des aspects de l’invention, le diamètre interne de la paroi annulaire externe est plus petit que le diamètre interne de la paroi annulaire interne formant butée axiale.
[44] Selon l’un des aspects de l’invention, l’actionneur comprend un joint d’étanchéité, notamment un joint annulaire, en appui sur un pourtour de la deuxième partie de l’organe rotatif, pour réaliser une étanchéité en regard de l’ouverture de sortie.
[45] Selon l’un des aspects de l’invention, ce joint comprend une lèvre annulaire en appui étanche sur le fût cylindrique de la deuxième partie de l’organe rotatif de sortie.
[46] Selon l’un des aspects de l’invention, ce joint comprend en outre un rebord en appui étanche sur une face interne du boîtier.
[47] Selon l’un des aspects de l’invention, ce joint présente une section transversale en U en appui sur la paroi annulaire interne formant butée axiale.
[48] Selon l’un des aspects de l’invention, le joint est inséré dans un logement annulaire défini entre la paroi annulaire interne du boîtier et la roue dentée de l’organe rotatif de sortie.
[49] Selon l’un des aspects de l’invention, le joint qui est une pièce rapportée, est réalisé notamment en silicone ou en caoutchouc.
[50] Selon l’un des aspects de l’invention, l’organe rotatif de sortie porte un aimant participant au fonctionnement d’un capteur de position angulaire.
[51] Selon l’un des aspects de l’invention, les première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie sont au moins pour l’une d’elles, de préférence pour les deux, réalisées de manière monobloc.
[52] Selon l’un des aspects de l’invention, les première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie sont soudées ensemble, notamment par soudage laser ou par soudage par ultrasons ou par soudage par friction.
[53] Selon l’un des aspects de l’invention, les première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie comprennent des formes mâle et femelle respectives s’assemblant ensemble, et ces formes sont soudées ensemble. [54] Selon l’un des aspects de l’invention, la première partie de l’organe rotatif de sortie comprend une forme femelle définie par une rainure annulaire et la deuxième partie de l’organe rotatif comprend un forme mâle définie par une couronne axiale, s’insérant dans la rainure annulaire de la première partie.
[55] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie de l’organe rotatif comprend un fût cylindrique fermé par une paroi transversale et la couronne se raccorde à cette paroi transversale.
[56] Selon l’un des aspects de l’invention, l’extrémité libre de la couronne est chanfreinée.
[57] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie de l’organe rotatif comprend un épaulement, notamment annulaire, sur lequel s’appuie la roue dentée de la première partie.
[58] Selon l’un des aspects de l’invention, la première partie de l’organe rotatif comprend une colonne creuse se raccordant à la roue dentée, et cette colonne creuse comprend un logement pour loger un aimant d’un capteur de position, notamment de type à effet Hall.
[59] Selon un autre des aspects de l’invention, les première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie sont assemblées ensemble par encliquetage.
[60] Selon l’un des aspects de l’invention, l’une au moins des première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie comporte des formes d’encliquetage, notamment sous la forme de pattes d’encliquetage, coopérant avec l’autre des première et deuxième parties.
[61] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie de l’organe rotatif comporte des pattes d’encliquetage agencées pour retenir la première partie de l’organe rotatif sur un épaulement de cette deuxième partie.
[62] Apres encliquetage, l’organe rotatif est en appui sur les deux butées axiales antagonistes.
[63] Selon l’un des aspects de l’invention, ces pattes d’encliquetage s’appuient sur la roue dentée de cette première partie de l’organe rotatif.
[64] Selon l’un des aspects de l’invention, ces pattes d’encliquetage sont disposées suivant un pourtour circulaire. [65] Selon l’un des aspects de l’invention, ces pattes sont symétriques l’une de l’autre par une rotation. En variante, les pattes peuvent présenter des formes différentes l’une de l’autre.
[66] Selon l’un des aspects de l’invention, ces pattes d’encliquetage sont au nombre de quatre.
[67] Selon l’un des aspects de l’invention, la deuxième partie de l’organe rotatif comprend une gorge de retenue dans laquelle est insérée la roue dentée de la première partie de l’organe rotatif, après franchissement des pattes d’encliquetage.
[68] Selon l’un des aspects de l’invention, la première partie de l’organe rotatif comprend une roue dentée et une colonne creuse se raccordant à la roue dentée, cette colonne creuse comprenant des fenêtres dans chacune desquelles s’engage une tête de patte d’encliquetage.
[69] Selon l’un des aspects de l’invention, les fenêtres sont disposées de manière adjacente à la roue dentée.
[70] Selon l’un des aspects de l’invention, les fenêtres sont disposées sur un pourtour circulaire.
[71] Selon l’un des aspects de l’invention, l’actionneur est de type électromécanique.
[72] Selon l’un des aspects de l’invention, l’actionneur comprend un moteur électrique et un train d’engrenages actionnable par le moteur électrique pour transmettre un couple à l’organe rotatif de sortie.
[73] Selon l’un des aspects de l’invention, l’actionneur comprend une carte électronique qui porte un capteur de positon angulaire pour détecter la position angulaire de l’organe rotatif de sortie.
[74] Selon l’un des aspects de l’invention, l’actionneur est associé à une vanne d’orientation d’un fluide caloporteur dans un circuit de refroidissement, ou une vanne anti-retour pour un fluide caloporteur dans un circuit de refroidissement, ou une vanne d’étranglement pour d’un fluide caloporteur dans un circuit de refroidissement. [75] L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un actionneur, le procédé comprenant les étapes suivantes, i) fournir un boîtier, ii) fournir un organe rotatif de sortie agencé pour générer un couple d’actionnement, cet organe rotatif étant rotatif par rapport au boîtier suivant un axe de rotation et comprenant une première et une deuxième parties assemblées ensemble, le boîtier étant pourvu de deux butées axiales antagonistes sur chacune desquelles vient en appui respectivement chaque partie de l’organe, iii) assembler les première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie de manière à ce qu’une fois assemblées et en appui sur les butées axiales du boîtier, l’organe rotatif de sortie soit maintenu fixe axialement dans la direction de l’axe de rotation.
[76] Selon l’un des aspects de l’invention, l’assemblage se fait par soudage des première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie.
[77] Selon l’un des aspects de l’invention, l’assemblage se fait par encliquetage des première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie.
[78] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre d’exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels :
[79] - la [Figure 1] illustre, schématiquement et partiellement, en coupe, un actionneur qui n’est pas relatif à l’invention ;
[80] - la [Figure 2] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, un actionneur selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ;
[81] - la [Figure 3] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, l’actionneur de la [Figure 2], sans le couvercle ;
[82] - la [Figure 4] illustre, schématiquement et partiellement, une face de l’actionneur de la [Figure 2] ;
[83] - la [Figure 5] illustre, schématiquement et partiellement, en coupe suivant V- V, l’actionneur de la [Figure 2] ;
[84] - la [Figure 6] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, la première partie de l’organe rotatif de l’actionneur de la [Figure 2] ;
[85] - la [Figure 7] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, la deuxième partie de l’organe rotatif de l’actionneur de la [Figure 2] ; [86] - la [Figure 8] illustre, schématiquement et partiellement, en coupe, un actionneur selon un exemple de mise en œuvre de l’invention ;
[87] - la [Figure 9] illustre, schématiquement et partiellement, en perspective, la première partie de l’organe rotatif de l’actionneur de la [Figure 8].
[88] On a représenté, de la [Figure 2] à la [Figure 7], un actionneur 1 de type électromécanique, qui comprend un moteur électrique 2, par exemple de type BLDC, et un train d’engrenages 3, de type réducteur, actionnable par un pignon de sortie 4 du moteur électrique 2 pour transmettre un couple à un organe rotatif de sortie 5.
[89] Le train d’engrenages 3 comprend, de manière connue, plusieurs roues dentées 6 de diamètres différents.
[90] L’actionneur 1 comporte un boîtier 8 fermé par un couvercle 9 sensiblement plan, tous deux étant ici en matière plastique. Le boîtier 8 comprend, de manière connue en soi, une embase de connexion électrique 7 agencée pour coopérer avec un connecteur électrique non représenté.
[91] L’actionneur 1 comprend en outre une carte électronique 10 qui porte un capteur 11 de positon angulaire, de type à effet Hall, pour détecter la position angulaire de l’organe rotatif de sortie 5, comme on peut bien le voir sur la figure 5.
[92] L’actionneur 1 peut être associé à une vanne d’orientation d’un fluide caloporteur dans un circuit de refroidissement, ou une vanne anti-retour pour un fluide caloporteur dans un circuit de refroidissement, ou une vanne d’étranglement pour d’un fluide caloporteur dans un circuit de refroidissement.
[93] Par exemple, l’organe rotatif de sortie 5 est associé à un volet pour prendre sélectivement une position ouverte ou fermée pour la circulation d’un fluide dans une vanne.
[94] L’organe rotatif de sortie 5 est agencé pour fournir un couple d’actionnement pour, par exemple, actionner le volet de vanne.
[95] Cet organe rotatif 5 est rotatif par rapport au boîtier 8 suivant un axe de rotation XR et comprend une première partie 14 et une deuxième partie 15 assemblées ensemble. [96] Le boîtier 8 est pourvu de deux butées axiales 17 et 18 antagonistes sur chacune desquelles vient en appui respectivement chaque partie 14 ; 15 de l’organe rotatif de sortie 5 de manière à ce qu’une fois assemblées et en appui sur les butées axiales 17 ; 18 du boîtier, l’organe rotatif de sortie 5 soit maintenu fixe axialement dans la direction de l’axe de rotation XR.
[97] Les première et deuxième parties 14 ; 15 de l’organe rotatif 5 prennent en sandwich les butées axiales 17 ; 18 du boîtier 8.
[98] Comme illustré sur la figure 6, la première partie 14 de l’organe rotatif de sortie 5 comprend une roue dentée 19 configurée pour coopérer avec une roue dentée 6 du train d’engrenages 3.
[99] Le diamètre de cette roue dentée 19 correspondant au diamètre maximal de l’organe rotatif de sortie 5, ce diamètre étant mesuré perpendiculairement à l’axe de rotation XR.
[100] La deuxième partie 15 de l’organe rotatif de sortie 5 comporte une prise femelle 20 formée par une cavité, agencée pour coopérer avec un organe d’actionnement de vanne tel qu’un volet, non représenté.
[101] Comme on peut le voir sur la figure 4, la cavité 20 présente une section transversale à pétales, agencée pour recevoir par exemple une tige de forme complémentaire de l’organe d’actionnement de volet de vanne.
[102] La deuxième partie 15 est agencée pour tourner dans une ouverture de sortie 21 , circulaire, du boîtier 8, en formant ainsi une liaison pivot entre cette deuxième partie 15 et le boîtier 8.
[103] La deuxième partie 15 s’étend à travers cette ouverture de sortie 21 , comme illustré sur la figure 5.
[104] Cette deuxième partie 15 est agencée pour tourner au contact d’une paroi interne 22 de cette ouverture de sortie 21.
[105] Le boîtier 8, avec son ouverture de sortie 21 , forme ainsi un palier lisse pour l’organe rotatif 5.
[106] Grâce à l’invention, un seul palier lisse est nécessaire pour assurer la fonction pivot, ce qui réduit l’usure par frottement. [107] La deuxième partie 15 de l’organe rotatif de sortie 5 comporte un fût cylindrique 24 engagé dans l’ouverture de sortie 21 .
[108] Le boîtier 8 comporte une paroi annulaire interne 25 pourvue d’une extrémité libre 26, laquelle extrémité libre 26, en forme d’un plat, forme la butée axiale 17. Cette paroi annulaire 25 est dite interne du fait qu’elle est à l’intérieur du boîtier 8.
[109] Cette paroi annulaire interne 25 comprend, sur une partie de hauteur, un chanfrein 27 radialement intérieur et adjacent à l’extrémité libre 26.
[110] La roue dentée 19 de l’organe rotatif de sortie 5 est en butée axiale sur cette extrémité libre 26.
[111] Cette paroi annulaire interne 25 entoure l’ouverture de sortie 21 du boîtier 8, et présente une forme cylindrique de section circulaire, concentrique avec le fût 24 de la deuxième partie 15.
[112] Cette paroi annulaire interne 25 est réalisée monobloc avec le reste du boîtier 8.
[113] Le boîtier 8 comporte en outre une paroi annulaire externe 28 pourvue d’une extrémité libre 29, et cette extrémité libre 29, en forme d’un plat, définit l’autre butée axiale 18. Cette paroi annulaire 28 est dite externe du fait qu’elle est à l’extérieur du boîtier 8.
[114] Le fût cylindrique 24 de la deuxième partie 15 comprend une collerette annulaire 30, en butée axiale sur cette extrémité libre 29.
[115] La paroi annulaire externe 28 entoure l’ouverture de sortie 21 du boîtier 8, et présente une forme cylindrique de section circulaire, concentrique avec le fût 24 de la deuxième partie 15 de l’organe rotatif de sortie.
[116] Cette paroi annulaire externe 28 formant butée axiale est réalisée monobloc avec le reste du boîtier 8.
[117] Le diamètre interne de la paroi annulaire externe 28 est plus petit que le diamètre interne de la paroi annulaire interne 25.
[118] L’actionneur 1 comprend un joint d’étanchéité annulaire 33 en appui sur un pourtour de la deuxième partie 15 de l’organe rotatif 5, pour réaliser une étanchéité en regard de l’ouverture de sortie 21 . [119] Ce joint 33 comprend une lèvre annulaire 34 en appui étanche sur le fût cylindrique 24 de la deuxième partie 15, et un rebord 35 en appui étanche sur une face interne du boîtier 8.
[120] Le joint 33 présente une section transversale en U en appui sur la paroi annulaire interne 25.
[121] Le joint 33 est inséré dans un logement annulaire 36 défini entre la paroi annulaire interne 25 du boîtier 8 et la roue dentée 19 de l’organe rotatif de sortie 5.
[122] Le joint 33 qui est une pièce rapportée, est réalisé en silicone ou en caoutchouc.
[123] L’organe rotatif de sortie 5 porte un aimant 38 participant au fonctionnement du capteur de position angulaire.
[124] Les première et deuxième parties 14, 15 de l’organe rotatif de sortie 5 sont réalisées comme deux pièces monobloc.
[125] Dans l’exemple décrit, les première et deuxième parties 14, 15 de l’organe rotatif de sortie 5 sont soudées ensemble, par soudage laser ou par soudage par ultrasons ou par soudage par friction.
[126] La première partie 14 de l’organe rotatif de sortie 5 comprend une forme femelle définie par une rainure annulaire 38 et la deuxième partie 15 de l’organe rotatif comprend un forme mâle définie par une couronne axiale 39, s’insérant dans la rainure annulaire 38 de la première partie 14, comme mieux visible sur la [Figure 6] et la [Figure 7].
[127] L’extrémité libre de la couronne 39 est chanfreinée.
[128] Le fût cylindrique 24 est fermé par une paroi transversale 40 et la couronne 39 se raccorde à cette paroi transversale 40.
[129] Cette paroi transversale 40 comprend un épaulement annulaire 41 sur lequel s’appuie la roue dentée 19 de la première partie 14.
[130] La première partie 14 de l’organe rotatif 5 comprend une colonne creuse 42 se raccordant à la roue dentée 19, et cette colonne creuse 42 comprend un logement pour loger l’aimant 38. [131] Dans un autre exemple de mise en œuvre de l’invention, décrit en référence à la [Figure 8] et à la [Figure 9], les première et deuxième parties 50 et 51 de l’organe rotatif de sortie 52 sont assemblées ensemble par encliquetage.
[132] Les caractéristiques de ce mode de réalisation, qui sont identiques ou très similaires à l’exemple décrit précédemment ne se sont pas détaillés dans la suite.
[133] La deuxième partie 51 de l’organe rotatif 52 comporte quatre pattes d’encliquetage 54 agencées pour retenir la première partie 50 sur un épaulement 55 de cette deuxième partie 51 .
[134] Apres encliquetage, l’organe rotatif 52 est en appui sur les deux butées axiales 17, 18 antagonistes telles que décrites ci-dessus.
[135] Les pattes d’encliquetage 54 s’appuient sur la roue dentée 19 de cette première partie 50 de l’organe rotatif 52.
[136] Ces pattes d’encliquetage 54 sont disposées suivant un pourtour circulaire, et sont symétriques l’une de l’autre par une rotation.
[137] La deuxième partie 51 de l’organe rotatif 52 comprend une gorge de retenue 57 dans laquelle est insérée la roue dentée 19 de la première partie 50 de l’organe rotatif 52, après franchissement des pattes d’encliquetage 54.
[138] La première partie 50 de l’organe rotatif 52 comprend en outre une colonne creuse 58 se raccordant à la roue dentée 19, cette colonne creuse 58 comprenant des fenêtres 59 dans chacune desquelles s’engage une tête de patte d’encliquetage 54.
[139] Les fenêtres 59 sont disposées de manière adjacente à la roue dentée 19, et sont disposées sur un pourtour circulaire.
[140] La deuxième partie 51 comprend, à l’une de ses extrémités, une collerette 60 reposant sur un épaulement 61 d’une paroi annuaire externe 62 du boîtier, de manière à définir la butée axiale 18 au sens de l’invention.
[141] Dans les exemples décrits ci-dessus, on assemble les première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie 5 ou 52 de manière à ce qu’une fois assemblées et en appui sur les butées axiales 17, 18 du boîtier, l’organe rotatif de sortie 5 ou 52 soit maintenu fixe axialement dans la direction de l’axe de rotation XR.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Actionneur (1) comprenant un boîtier (8), un organe rotatif de sortie (5 ; 52) agencé pour fournir un couple d’actionnement, cet organe rotatif étant rotatif par rapport au boîtier (8) suivant un axe de rotation (XR) et comprenant une première partie (14 ; 50) et une deuxième partie (15 ; 51) assemblées ensemble, le boîtier (8) étant pourvu de deux butées axiales (17, 18) antagonistes sur chacune desquelles vient en appui respectivement chaque partie de l’organe rotatif de sortie de manière à ce qu’une fois assemblées et en appui sur les butées axiales (17, 18) du boîtier, l’organe rotatif de sortie soit maintenu fixe axialement dans la direction de l’axe de rotation (XR).
[Revendication 2] Actionneur (1) selon la revendication précédente, dans lequel les première (14 ; 50) et deuxième (15 ; 51) parties de l’organe rotatif prennent en sandwich les butées axiales du boîtier.
[Revendication 3] Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la première partie (14 ; 50) de l’organe rotatif de sortie comprend un secteur denté, notamment sous la forme d’une roue dentée (19), configuré pour coopérer avec un élément d’engrenage complémentaire.
[Revendication 4] Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la deuxième partie (15 ; 51) de l’organe rotatif de sortie comporte une prise mâle ou femelle (20), agencée pour coopérer avec un organe d’actionnement, notamment du type agencé pour réaliser une fonction de vanne.
[Revendication 5] Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la deuxième partie (15 ; 51) est agencée pour tourner dans une ouverture de sortie (21), notamment circulaire, du boîtier, en formant ainsi une liaison pivot entre cette deuxième partie (15 ; 51) et le boîtier (8).
[Revendication 6] Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier comporte une paroi annulaire interne (25) pourvue d’une extrémité libre (26), laquelle extrémité libre forme l’une des butées axiales (17).
[Revendication 7] Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le boîtier comporte une paroi annulaire externe (28) pourvue d’une extrémité libre ou un épaulement, cette extrémité libre ou cet épaulement formant l’autre des butées axiales (18).
[Revendication 8] Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’actionneur comprend un joint (33), notamment un joint annulaire, en appui sur un pourtour de la deuxième partie de l’organe rotatif, pour réaliser une étanchéité en regard d’une ouverture de sortie (21) du boîtier.
[Revendication 9] Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les première (14) et deuxième (15) parties de l’organe rotatif de sortie sont soudées ensemble, notamment par soudage laser ou par soudage par ultrasons ou par soudage par friction.
[Revendication 10] Actionneur (1) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel les première (50) et deuxième (51) parties de l’organe rotatif de sortie sont assemblées ensemble par encliquetage.
[Revendication 11] Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’une au moins des première et deuxième parties de l’organe rotatif de sortie comporte des formes d’encliquetage, notamment sous la forme de pattes d’encliquetage (54), coopérant avec l’autre des première et deuxième parties.
[Revendication 12] Procédé de fabrication d’un actionneur (1), le procédé comprenant les étapes suivantes, i) fournir un boîtier (8), ii) fournir un organe rotatif de sortie (5 ; 52) agencé pour fournir un couple d’actionnement, cet organe rotatif étant rotatif par rapport au boîtier suivant un axe de rotation (XR) et comprenant une première et une deuxième parties assemblées ensemble, le boîtier étant pourvu de deux butées axiales antagonistes sur chacune desquelles vient en appui respectivement chaque partie de l’organe, iii) assembler les première (14 ; 50) et deuxième (15 ; 51) parties de l’organe rotatif de sortie qu’une fois assemblées et en appui sur les butées axiales du boîtier, l’organe rotatif de sortie soit maintenu fixe axialement dans la direction de l’axe de rotation (XR).
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