FR2802269A1

FR2802269A1 - Obturateur de reglage progressif du debit de fluide dans une canalisation, en particulier du type papillon

Info

Publication number: FR2802269A1
Application number: FR9915852A
Authority: FR
Inventors: Michel Magdelyns; Philippe Brasseur
Original assignee: Solvay SA
Current assignee: Solvay SA
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2001-06-15
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: FR2802269B1

Abstract

Dispositif d'obturation destiné au réglage progressif du débit d'un fluide circulant dans une canalisation, comprenant :(a) un élément d'obturation principal étant traversé par au moins un orifice de passage;(b) au moins un élément d'entraînement pouvant coopérer mécaniquement avec l'élément d'obturation principal;(c) au moins un élément d'obturation auxiliaire comprenant d'une part une première lame comportant un orifice calibré, et d'autre part une protubérance dirigée vers l'orifice calibré et capable de l'obturer hermétiquement,ledit élément d'obturation auxiliaire étant conçu et disposé de telle façon que l'orifice calibré se trouve dans le prolongement de l'orifice de passage de l'élément d'obturation principal, ces deux orifices formant un conduit substantiellement étanche qui permet au fluide de s'écouler exclusivement par l'orifice de passage avant que l'élément d'obturation principal ne commence à s'ouvrir.

Description

La présente invention concerne un dispositif d'obturationà ouverture progressive, pouvant notamment être utilisé dans un "boîtier papillon" permettant de régler débit d'alimentation en air d'un moteurà combustion interne et ainsi de déterminer la puissance qu'il délivre, grâce au déplacement d'une pièce- le plus souvent forme de disque- pouvant pivoter autour d'un axe traversant le conduit dans lequel elle est disposée.

Dans de nombreux cas, et en particulier dans les "boîtiers papillons" mentionnes ci-dessus, il est nécessaire de pouvoir régler le débit d'un fluide manière aussi progressive que possible, en particulier aux faibles débits. Cependant, dans le cas de fluides peu visqueux tels que l'air, la plupart des dispositifs d'obturation sont incapables d'assurer un réglage précis et progressif faibles débits.

Outre une bonne progressivité du débit, il est utile que de tels dispositifs d'obturation présentent une certaine adaptabilité, afin qu'un même dispositif puisse présenter différentes caractéristiques de débit (courbes représentant la variation du débit en fonction de l'angle d'ouverture), et puisse ainsi être utilisé dans différents contextes exemple en vue d'être associéà des moteurs de puissances différentes), moyennant des adaptations aussi réduites que possibles. Autrement dit, il est souhaitable que la majorité des pièces du dispositif soient communesà ses différentes applications, et que les éventuelles pièces spécifiquesà chacune de ces applications soient aussi peu nombreuses et peu coûteuses que possible.

plupart des boîtiers papillons connus sont réalisés en métal, par exemple en aluminium, afin que les jeux- et par conséquent la caractéristique de débit- ne soient excessivement affectés par les importantes variations de températures auxquelles peut être soumis un tel dispositif, notamment dans un véhicule, soient outre raisonnablement identiques d'un exemplaireà l'autre. L'utilisation d'un métal est une solution coûteuse; il serait préférable de disposer d'une solution permettant l'utilisation aussi large que possible de matières plastiques, offrant outre une réduction du poids du dispositif Le document EP 874145 (SOLVAY) décrit un dispositif d'obturation dont l'obturateur principal est traversé par un orifice de faible section, obturable clapet auxiliaire. Ce dispositif présente de nombreux avantages, en particulier une bonne progressivité du débit et un faible co-ût. Toutefois, dans certaines applications, la progressivité de ce dispositif n'est pas encore suffisante, en raison du fait que l'ouverture du clapet auxiliaire se fait par éloignement de deux surfaces selon une direction qui leur est perpendiculaire. Ce document envisage certes de munir le clapet auxiliaire d'une protubérance pouvant s'engager dans l'orifice pratiqué dans l'obturateur principal. Cette variante est cependant délicateà réaliser au moyen de pièces en matière plastique, vu qu'elle demande une précision dimensionnelle extrêmement élevée si l'on veut écarter tout risque que la protubérance en question entre contact avec l'obturateur principal, ce qui, sous l'effet des vibrations, pourrait conduiraità une usure rapide. En outre, ce dispositif nécessite une intervention sur l'obturateur principal (par exemple un élargissement de l'orifice) si l'on souhaite l'adapterà différents moteurs.

La présente invention viseà remédierà ces inconvénients, età fournir un dispositif d'obturation qui soit simpleà fabriquer, qui n'exige pas une grande précision dimensionnelle, et- assure une excellente progressivité de réglage aux faibles débits. Lorsque ce dispositif est associéà un moteurà combustion interne, des objectifs plus spécifiques concement un réglage aisé du ralenti ainsi qu'une adaptation aisée du dispositif a différents contextes d'utilisation. Ceci est notamment utile pour adapter un même moteur, par exemple, en vue de son installation dans des véhicules munis ou non d'une boîte de transmission automatique. Elle vise en outreà fournir un dispositif d'obturation pouvant être majoritairement fabriqué en matière plastique sans que ce choix ne nuiseà son bon fonctionnement. De plus, le dispositif de l'invention doit aussi présenter un débit de fuite aussi faible que possible en position fermée, et une perte de charge aussi faible que possible en position d'ouverture complète.

A cette fin, la présente invention concerne un dispositif d'obturation destiné au réglage progressif débit d'un fluide circulant dans une canalisation (1), comprenant: (a) un élément d'obturation principal (2) pouvant pivoter indépendamment autour d'un axe(3) traversant canalisation et obturer celle-ci, ledit élément étant traversé par au moins un orifice de passage (4); (b) au moins un élément d'entraînement(5). solidaire de l'axe(3), pouvant coopérer mécaniquement avec l'élément d'obturation principal (2) de manière à provoquer son pivotement autour de l'axe(3) ; (c) au moins un élément d'obturation auxiliaire comprenant d'une part une première lame(6) comportant un orifice calibré(7), et d'autre part une protubérance(9) dirigée vers l'orifice calibré(7) et capable de l'obturer hermétiquement, ledit élément d'obturation auxiliaire étant conçu et disposé de telle façon que: - l'orifice calibré(7) se trouve dans le prolongement de l'orifice de passage (4) de l'élément d'obturation principal (2), ces deux orifices formant un conduit substantiellement étanche, - en l'absence d'une sollicitation de l'élément d'entraînement(5), la protubérance(9) n'obture pas l'orifice calibré(7), et le fluide peut s'écouler par l'orifice de passage (4) et l'orifice calibré(7), et - sous l'effet d'une sollicitation de l'élément d'entraînement(5), la protubérance(9) obture l'orifice calibré(7) et empêche le fluide écoulerà travers l'orifice de passage (4), l'élément d'obturation principal (2) ne commençantà pivoter autour l'axe à partir d'une position initiale fermée, que lorsque l'élément d'entraînement(5) présente par rapportà l'élément d'obturation principal (2) un angulaire prédéterminé # non-nul, ce qui permet au fluide s'écouler exclusivement par l'orifice de passage (4) avant que l'élément d'obturation principal (2) ne commenceà s'ouvrir.

Ce dispositif répond aux objectifs décrits ci-dessus.

La canalisation peut être de forme quelconque. Il est avantageux 'elle présente une section circulaire, ce qui réduit le périmètre de l'élément d'obturation principal et ainsi les risques de fuites en position fermée.

L'élément d'obturation principal (ci-après dénommé TOF dans un souci de simplicité) est souvent constitué d'une plaque approximativement plane, d'une forme correspondantà celle de la section transversale de la canalisation, façonà en permettre l'obturation complète. Lorsque la canalisation est de section circulaire et que PEOP est parallèleà celle-ci, ledit élément a la forme disque. Cet élément peut pivoter autour d'un axe, traversant généralement la canalisation perpendiculairementà l'axe longitudinal de cette dernière, sans être solidaire de cet axe. L'EOP comporte des moyens de guidage tels que par exemple un logement cylindrique creux, situé substantiellement dans son plan, et dans lequel passe l'axe. L'EOP peut également être muni, dans le même but, de pattes de fixation constituées par exemple d'éléments encliquetables en forme deU. On veillera toutefoisà ce que lejeu entre l'axe et l'EOP soit suffisant pour permettre sa rotation sans frottement excessif. Un ou plusieurs paliers peuvent avantageusement être utilisés pour réduire les frottements entre l'axe et PEOP. Lorsque l'EOP a la forme d'un disque, l'axe correspond généralement un diamètre de ce disque. Afin d'améliorer l'étanchéité du dispositif en position fermée, la surface intérieure de la canalisation est avantageusement munie d'épaulements intérieurs, présentant approximativement la forme de demi-cercles, contre lesquels peut venir buter le bord de ITOP ; cette variante réduit l'influence de la precision des dimensions (et de la dilatation) de l'EOP sur le débit de fuite en position fermée. Afin de réduire ou de supprimer le risque de fuites, ces épaulements peuvent avantageusement être munis de joints, sur leur face entrant en contact avec l'EOP en position fermée. Alternativement, des joints peuvent être prévus l'EOP lui-même,à la périphérie de ses faces latérales. Le fait que ces joints soient disposés de cette façon, et non sur la tranche de ITOP ou dans une gorge pratiquée dans la paroi de la canalisation, évite que ces joints ne soient sollicités latéralement, ce qui peut conduireà des problèmes d'usure et de coincement, voir d'arrachement des joints. Pour des raisons de rigidité mécanique, il peut être utile de munir l'EOP d'une ou plusieurs nervures de renforcement, par exemple perpendiculairesà son axe de rotation.

Avantageusement, l'élément d'obturation principal est muni de moyens de rappel, faisant en sorte qu'en l'absence de sollicitation, cet élément se ferme et obture la canalisation. Ces moyens de rappel sont par exemple constitués d'un ou plusieurs ressorts, et peuvent être disposés aussi bien dans la canalisation qu'en- dehors. Ces moyens de rappel peuvent agir sur l'élément d'obturation principal directement ou indirectement (par exemple par l'intermédiaire de l'organe d'entrainement). Un premier avantage de la présence de tels moyens de rappel est qu'elle évite un emballement du moteur, en obturant automatiquement la canalisation en cas de disparition accidentelle de sollicitation (commande) externe. Un second avantage est que ces moyens de rappel évitent que la caractéristique de débit- c' -à-dire la relation liant le débit du fluide dans la canalisationà l'amplitude d'une sollicitation de commande externe, par exempleà un angle d'ouverture- ne souffre d'hystérèse en raison de la relation non univoque entre la position de l'élément d'entraÎnement et celle de ITOP. En effet, de tels moyens de rappel empêchent que l'EOP soit ouvert alors que son orifice de passage est obturé par l'élément d'obturation auxiliaire.

Alternativement, ces moyens de rappel peuvent consister dans une conception particulière de ITOP. 1 Ainsi, par exemple, le fait de décentrer l'axe par rapportà PEOP a pour conséquence que le fluide exerce une force différente sur chacune des deux parties de ITOP situées de part et d'autre de l'axe, résultant en un couple provoquant la rotation de l'EOP.

comprendra que l'invention s'étend égalementà des variantes équivalentesà celle décrite ci-dessus. Par exemple, l'axe autour duquel FEOP peut pivoter ne 'étend pas forcément de manière ininterrompue d'un côtéà l'autre de FEOP, mais il peut aussi s'agir de deux courtes tiges, disposées dans le prolongement l'une de l'autre, traversant la paroi de la canalisation en deux points diamétralement opposés et venant se loger dans deux évidements de profondeur limitée pratiqués de part et d'autre dans la tranche de l'EOP. L'une de ces deux tiges peut éventuellement être constituée d'une protubérance faisant partie intégrante ITOP, la canalisation présentant alors un renfoncement apteà recevoir cette protubérance.

L'EOP comporte au moins un orifice de passage, de faibles dimensions. La combinaison de cet orifice de passage avec un élément d'obturation auxiliaire tel que décrit ci-dessous constitue une caractéristique essentielle de l'invention. En effet, c' par cet orifice uniquement que s'écoule le fluide, sous le contrôle de l'élément d'obturation auxiliaire, lorsqu'un faible débit est imposé dispositif d'obturation (I'EOP étant encore fermé).

des raisons d'étanchéité, l'orifice de passage est entièrement disposé dans une seule et même zone de l'EOP EOP étant divisé en zones séparées par son axe de rotation); si plusieurs orifices sont présents, ils sont tous situés dans la même zone de l'EOP. Comme cela se constatera plus aisémentà la vue des figures annexées, cette contrainte permet en effet de concevoir le dispositif de l'invention de telle façon que -l'élément d'entraînement ne "traverse" l'EOP et ne provoque ainsi aucun risque de fuite, sans exiger l'utilisation dejoints particuliers.

Dans un souci de simplicité, on se référera dans la suite de présente descriptionà un seul orifice de passage, un seul élément d'entraînement et un seul élément d'obturation auxiliaire, étant entendu que les indications fournies peuvent s'appliquerà chaque exemplaire de ces éléments dans les cas où plusieurs d'entre eux sont présents.

De préférence, l'orifice de passage est disposé approximativement sur l'axe de symétrie de l'EOP perpendiculaireà son axe de rotation, de façonà ce que l'EOP soit sollicité de manière symétrique et non en torsion lorsqu'un effort externe (transmis par l'intermédiaire de l'élément d'entraînement) l'amène ou le maintient en position ouverte.A cette fin, l'élément d'entraînement peut éventuellement traverser une ouverture pratiquée dans la première lame. L'orifice calibré que comporte la première lame de l'élément d'obturation auxiliaire a des dimensions légèrement supérieuresà celle de l'orifice de passage. La fonction de la protubérance consisteà contrôler le débit du fluide: il agit d'assurer l'obturation complète de l'orifice calibré (et ainsi d'empêcher tout écoulement de fluide par l'orifice de passage) en position ferrnée, et d'assurer une variation très progressive de ce débit, exclusivementà travers l'orifice passage et l'orifice calibré, dans la plage des faibles débits, lorsque l'EOP est fermé.

Afin d'assurer une bonne étanchéité en position fermée, la protubérance présente une forme adaptéeà celle de l'orifice calibré. Par exemple, protubérance et l'orifice calibré peuvent présenter tous deux une forme tronconique, qui assure une bonne progressivité du débit. On peut également concevoir un orifice de section rectangulaire et une protubérance en forme de secteur circulaire.

De meme, il importe que, sur la périphérie de l'orifice calibré, la première lame soit en contact permanent et étanche avec la surface de l'EOP, afin de rendre possible une obturation hermétique.A cette fin, la première lame et/ou la périphérie de l'orifice de passage de l'EOP sont avantageusement munis d'un joint d'étanchéité, par exemple torolfdal.

Le fait que la variation du débit (aux faibles valeurs) dépend en grande partie de la forme précise de l'orifice calibré et de la protubérance constitue un avantage, dans la mesure où un même EOP peut ainsi être utilisé dans des dispositifs d'obturation destinésà différents usages (par exempleà des moteurs de puissances différentes), pour autant qu'on dispose d'éléments d'obturation auxiliaires spécifiquement adaptésà chacun de ces usages. En effet, pour autant que l'orifice passage de l'EOP soit de section suffisante (supérieureà celle de l'orifice calibré), le débit maximal du fluideà travers ledit orifice sera déterminé par l'orifice calibré. Une autre conséquence avantageuse de cette situation est que l'orifice de passage de FEOP ne doit pas obligatoirement être réalisé avec une très grande précision.

Un autre avantage important du dispositif selon l'invention est qu'il est possible de réaliser avec des jeux très faibles sans devoir redouter de contact entre la protubérance et la première lame (ce qui pourrait conduireà leur coincement et aussi,à une usure rapide, voireà leur destruction), pour autant que les mouvements relatifs de la protubérance et de l'orifice calibré soient directement ou indirectement restreints l'une par rapportà l'autre.

A cette fin, le dispositif peut comprendre une seconde lame(8) à laquelle est fixée la protubérance(9), la première lame(6) et la seconde lame étant fixées l'uneà l'autre en au moins un point et faisant ressort l'une par rapportà l'autre, de telle façon qu'en l'absence de sollicitation extérieure la protubérance(9) n'obture l'orifice calibré(7). On peut par exemple utiliser deux lames métalliques allongées, soudées l'uneà l'autreà la première de leurs extrémités, l'extrémité soudée étant opposéeà l'extrémité munie respectivement de l'orifice calibré et de la protubérance, d'une façon telle que ces lames forment un angle de l'ordre deà 3 0', et de préférence, de10à 15' en l'absence de sollicitation extérieure cet angle pouvant diminuer et s'annuler sous l'effet d'une pression extérieure tendantà rapprocher les extrémités non soudées des lames.

avantage cette variante est que la protubérance peut s'insérer dans l'orifice calibré avec une très grande précision et une parfaite reproductibilité. outre, la coaxialité la protubérance par rapportà l'orifice calibré par flexion assure un contact avec un glissement et donc, une usure, restreint.

'férence, selon une première variante, les deux lames sont fixéesà l'élément d'obturation principal (2), par exemple par collage, par soudage, par vissage ou toute autre technique appropriéeà la nature des matériaux en présence. Dans ce cas, la première lame- et en particulier l'orifice calibré- est immobile par rapportà l'EOP, et l'élément d'entraînement est par exemple constitué d'un levier (métallique ou autre) capable d'exercer sur la seconde lame, de préférence au verso de l'endroit portant la protubérance, une pression provoquant l'insertion de la protubérance dans l'orifice calibré, et l'obturation de celui-ci.

Alternativement, selon une seconde variante, les deux lames sont fixéesà l'élément d'entraînement(5) qui peut également être constitué d'un levier comme dans le cas précédent.

Ces deux variantes permettent un positionnement relatif extremement précis de la protubérance par rapportà l'orifice calibré, la coaxialité protubérance/orifice et l'obturation par flexion garantissent une absence de glissement.

A noter que les deux lames décrites ci-dessus peuvent être remplacées par une seule pièce cintrée (c'est-à-dire une seule lame pliée en deux), avec substantiellement les mêmes avantages et en outre, une simplicité réalisation plus grande.

Alternativement au systèmeà deux lames, on peut également imaginer un système selon lequel la protubérance(9) est fixéeà l'élément d'entraînement(5), et la première lame(6) est fixéeà l'élément d'entraînement(5) en au moins un point, et fait ressort par rapportà l'élément d'entraînement(5) de telle façon qu'en l'absence de sollicitation extérieure, la protubérance(9) n'obture pas l'orifice calibré(7). Par exemple, l'élément d'entraînement peut comprendre un levier métallique allongé, rigide,à une extrémité duquel est fixé la protubérance, et l'autre extrémité duquel est fixée l'extrémité de la première lame opposéeà l'orifice calibré, cette lame étant flexible (par exemple métallique) et conçue de telle façon qu'elle tendeà écarter la protubérance de l'orifice calibré en l'absence de sollicitation extérieure. Un tel système garantit toutefois un positionnement relatif légèrement moins précis de la protubérance par rapportà l'orifice calibré, étant donné que première lame portant l'orifice calibré et l'élément d'entraînement portant la protubérance n'ont pas le même centre de rotation.

La protubérance peut faire partie intégrante d'une pièce de l'élément d'obturation auxiliaire (par exemple de la seconde lame ou bien de l'élément d'entraînement), ou encore constituer une pièce distincte, fixée par des techniques usuelles exemple par soudage, par surmoulage, par encliquetage ou par vissage).

L'élément d'entraînement et l'élément d'obturation auxiliaire sont de préférence conçus de telle façon qdils provoquent une perte de charge aussi faible que possible lorsque l'EOP est complètement ouvert. Par exemple, l'élément d'entraînement comprend avantageusement une pièce de tôle métallique de faible épaisseur (par ex. de l'ordre du millimètre), disposée perpendiculairementà de rotation de l'EOP : ainsi, si l'on considère une coupe transversale de la canalisation (perpendiculairementà son axe longitudinal), l'élément d'entraînement n'en obstrue qu'une très faible proportion, quel que soit son degré d'ouverture.

De même, la ou les lames comprises dans l'élément d'obturation auxiliaire sont généralement de largeur modérée (typiquement moins d'un centimètre), et n'obstruent également qu'une très faible proportion de la section transversale de la canalisation dans la mesure où, même en position "ouverte" (c'est-à-dire lorsque la protubérance n'obture pas l'orifice calibré), l'écartement angulaire entre les deux lames est faible, et la distance de leurs extrémités par rapportà FEOP est donc également faible, L'élément d'entraînement a plusieurs fonctions. Tout d'abord, en position fermée, il garantit l'obturation de l'orifice calibré par la protubérance, soit directement (par exemple en étant muni d'une protubérance), soit indirectement (par exemple en appuyant sur la seconde lame). En outre, il transmet le couple de fermetureà l'OEP. Ensuite en position d'ouverture maximale, il peut coopérer avec VEOP de manièreà provoquer son ouverture.

Une caractéristique importante du dispositif de l'invention est que, pour qu'il puisse régler précisément et progressivement un faible débit de fluide, l'élément d'entraînement doit être conçu de façonà pouvoir initialement s'écarter angulairement de FEOP provoquer le déplacement de ce dernier (en partant d'une position initiale fermée). Par contre, au-delà d'un certain écart angulaire prédéterminé (#), l'élément d'entraînement doit entraîner ITOP et provoquer son ouverture. Autrement dit,' l'on désigne respectivement par (x et parP l'écart angulaire de l'élément d'entraînement d'une part, et de l'EOP d'autre part, par rapportà leur position de fermeture initiale commune, on se trouve successivement dans les situations suivantes pour passer d'un débit nulà un débit maximal.

L'écart angulaire entre l'élément d'entraînement et l'EOP vaut donc a-p ; la valeur maximale de cet écart, prédéterminée, fixée par construction (en particulier par la conception de l'élément d'entraînement), est désignée par #. L'angle # est avantageusement d'au moins 2', de préférence d'au moins5'. Il ne dépasse en général pas30', voire 20'. angle maximal inférieurà 10' peut être imposé pour des raisons pratiques (encombrement ou autre).

Dément
<tb> d'entrai- <SEP> EOP <SEP> Situation
<tb> nement
<tb> (X <SEP> = <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> fermeture <SEP> complète <SEP> (débit <SEP> de <SEP> fluide <SEP> nul)
<tb> (x <SEP> <B≥ <SEP> #/2 <SEP> 0 <SEP> l'élément <SEP> d'obturation <SEP> auxiliaire <SEP> est <SEP> partiellement <SEP> ouvert
<tb> l'EOP <SEP> est <SEP> en <SEP> position <SEP> fermée <SEP> ; <SEP> un <SEP> faible <SEP> débit <SEP> passe <SEP> à <SEP> travers
<tb> l'orifice <SEP> de <SEP> passage
<tb> (X <SEP> = <SEP> 0 <SEP> l'élément <SEP> d'obturation <SEP> auxiliaire <SEP> est <SEP> à <SEP> son <SEP> ouverture
<tb> maximale; <SEP> l'EOP <SEP> est <SEP> toujours <SEP> fermé; <SEP> un <SEP> débit <SEP> plus <SEP> important
<tb> passe <SEP> à <SEP> travers <SEP> l'orifice <SEP> de <SEP> passage
<tb> (x <SEP> <B≥ <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> l'élément <SEP> d'obturation <SEP> auxiliaire <SEP> est <SEP> à <SEP> son <SEP> ouverture
<tb> maximale; <SEP> FEOP <SEP> est <SEP> partiellement <SEP> ouvert <SEP> sous <SEP> l'effet <SEP> de
<tb> l'élément <SEP> d'entraînement <SEP> et <SEP> le <SEP> débit <SEP> du <SEP> fluide <SEP> est <SEP> donc <SEP> plus
<tb> 'levé
<tb> 90' <SEP> l'EOP <SEP> est <SEP> complètement <SEP> ouvert <SEP> et <SEP> le <SEP> débit <SEP> est <SEP> maximal Afin que le dispositif de l'invention puisse être commandé et assurer le débit souhaité, l'élément d'entraînement est solidaire de l'axe de rotation, qui permet de provoquer son déplacementà partir de l'extérieur de la canalisation. Si plusieurs éléments d'entraînement sont présents, tous sont solidaires et se déplacent donc ensemble. Au moins l'une des extrémités de l'axe traverse la paroi de la canalisation de manièreà ce qu'on puisse lui imposer une rotation.Il est souhaitable d'utiliser un ou plusieurs joints afin de réduire au minimum- et si possible d'éviter- toute fuite entre l'intérieur et l'extérieur de la canalisation ainsi qu'entre l'amont et l'aval de la canalisation. De préférence, l'étanchéité est 'alisée au moyen seul joint multifonctions, moulé en une seule pièce et qui assureà la fois l'étanchéité sur le pourtour de l'EOP et autour de l'axe. L'axe peut être relié à un actionneur approprié. Dans le contexte des moteurs, on parlera de "boîtier papillon mecanique" lorsque le dispositif est reliéà un levier ouà une pédale actionnés par l'utilisateur, par l'intermédiaire de moyens de transmission tels qu'un câble ou une tringle de commande, et on parlera de "boîtier papillon motorisé" lorsque le dispositif est reliéà un actionneur électrique, pneumatique ou hydraulique, cet actionneur étant généralement commandé par un calculateur prenant en compte différents paramètres liés au fonctionnement du moteur ainsi que bien entendu une commande fournie par l'utilisateur. Le fait que la protubérance reste écartée de l'orifice calibré en l'absence de sollicitation externe est avantageux notamment dans le cas où le dispositif de l'invention est destinéà être utilisé dans un boîtier papillon destiné au réglage du débit d'air alimentant le moteurà combustion interne d'un véhicule. En effet, de cette façon, en cas de défaillance éventuelle des moyens mécaniques ou électriques (actionneurs) commandant l'ouverture du dispositif, le fluide peut ainsi continuerà s'écouler par l'orifice de passage et l'orifice calibré, foumissant au moteur une quantité d'air faible mais supérieure au débit correspondantà un fonctionnement au ralenti, qui permet par exemple d'amener le véhiculeà un garage (fonction dite de "limp-home"). Selon une variante avantageuse, au moins l'élément d'obturation principal et le tronçon de canalisation dans lequel cet élément est installé sont réalisés en matière plastique. Ces différentes pièces peuvent éventuellement être constituées de matières plastiques différentes. L'axe, quantà lui, peut éventuellement être métallique, même que l'élément d'obturation auxiliaire. Un avantage du dispositif de l'invention est que le débit du fluide est relativement peu sensibleà sa dilatation, ce qui favorise précisément l'utilisation de matières plastiques. Par matière plastique, on entend désigner tout polymère ou mélange de polymères, contenant éventuellement un ou plusieurs additifs (antioxydants, stabilisants, pigments, etc.) ainsi qu'éventuellement une ou plusieurs matières de charge (carbonate de calcium, fibres de verre, etc.). La matière plastique utilisée ne doit pas forcément être un "polymère technique" présentant des propriétés mécaniques élevées, tel que par exemple un polysulfure de phénylène, un polyarylamide ou un polyétherimide ; au contraire, on peut avantageusement utiliser des matières plastiques "courantes" telles que les polyamides. On préfère utiliser un polyamide 6 ou6,6 chargé de charges minerales.

Comme exposé initialement, le dispositif de l'invention est avantageusement utilisé en association avec un moteurà combustion interne. On l'utilise typiquement en tant "boîtier papillon" situé sur la canalisation d'alimentation en air du moteur en général entre un filtreà air et un répartiteur d'admission distribuant l'air différents cylindres. Dès lors, l'invention concerne également un boîtier papillon pour moteurà combustion interne, comprenant un dispositif d'obturation tel que décrit ci-dessus. Elle concerne encore un moteurà combustion interne auquel est associé un tel boîtier papillon en particulier, un moteurà essence.

Dans le cas d'un boîtier papillon mécanique, il est généralement utile de prévoir un by-pass ajustable, "de ralenti", destinéà fournir au moteur une quantité d'air permettant d'éviter son arrêt même lorsque le dispositif d'obturation proprement dit est complètement fermé. Ce by-pass peut être matérialisé par un conduit reliant deux points la canalisation situés de part et d'autre dudit dispositif, munie de préférence moyens permettant de régler le débit de ralenti traversant ce conduit.

Dans le cas d'un boîtier papillon motorisé, l'un des avantages du dispositif de l'invention et qu'il permet se passer d'un tel by-pass externe. En effet, une fonction de by-pass peut être obtenue très simplement, dans le dispositif de l'invention, en imposantà l'élément d'obturation auxiliaire une certaine ouverture minimale, adaptée en permanence et automatiquement aux conditions de fonctionnement du moteur (charge, température, etc.) en vue d'assurer une vitesse de rotation minimale.

Le dispositif de l'invention peut également être utilisé dans toute autre application nécessitant le contrôle précis du débit d'un fluide, qu'il s'agisse d'un gaz ou d'un liquide.

DESCRIPTION DES DESSINS Les figures annexées illustrent, de façon non limitative, différentes variantes de réalisation du dispositif de l'invention. La figure1 represente en coupe un dispositif d'obturation conformeà l'invention. L'axe de la canalisation (cylindrique) est vertical et parallèle au plan de la figure, qui est perpendiculaireà l'axe de rotation. On distingue sur cette figure les parois de la canalisation(1), munies d'épaulements(l 0) approximativement semi-circulaires destinésà améliorer l'étanchéité en position fermée. L'élément obturateur principal (2) est représenté en position ferrnée ; il est muni d'un orifice de passage (4) le traversant (ayant sur la figure une section transversale approximativement rectangulaire), ainsi que d'un logement cylindrique creux, diamétral, recevant l'axe de rotation(3). A ce dernier est fixé un élément d'entraînement(5) constitué d'une pièce de tôle métallique, représenté ici en position ouverte. L'élément d'entraînement(5) est relié solidairementà l'axe (3) à un endroit où le logement de l'axe s'élargit et communique avec une seule face de PEOP (2). L'élément d'obturation auxiliaire comprend une première lame (6) comportant un orifice calibré(7) et une seconde lame(8) à laquelle est fixée une protubérance(9), deux lames(6, 8) étant métalliques, soudées l'uneà l'autreà leur extrémité droite, et faisant ressort l'une par rapportà l'autre. Sur la figure1, l'extrémité gauche de l'élément d'entraînement(5) permet d'exercer une pression sur la seconde(8) et de provoquer l'obturation de l'orifice calibré(7) par la protubérance(9) - l'extrémité droite de l'élément d'entraînement(5) permet d'exercer sur l'extrémité droite des lames, et donc sur PEOP, un couple de rotation provoquant son ouverture. Unjoint (11) assure l'étanchéité entre PEOP (2) et la première lame(6). La partie de l'élément d'entraînement(5) le solidarisantà l'axe (3) traverse des ouvertures pratiquées dans chacune des deux lames(6, 8).

La figure 2 représente le même dispositif en vue de plan.

On comprendra qu'au moins une extrémité de l'axe(3) traverse la paroi de la canalisation, afin puisse le relierà un actionneur approprié en vue d'imposerà l'élément d'entraînement(5) - et indirectementà ITOP - la position voulue.

La figure3 represente en coupe une autre dispositif conformeà l'invention. (Dans un souci de simplicité, la paroi de la canalisation n'a pas été représentée.) Ce dispositif comprend substantiellement le même EOP que le dispositif représentéà la figure1, si ce dest le fait que les deux lames(6, 8) soudées entre elles sont cette fois fixéesà l'élément d'entrâffiernent (5).

La figure 4 représente en vue de plan le même dispositif que la figure3.

Claims

REVENDI ATIONS 1 - Dispositif d'obturation destiné réglage progressif du débit d'un fluide circulant dans une canalisation(1), caracterisé en ce qu'il comprend: (a) un élément d'obturation principal (2) pouvant pivoter indépendamment autour d'un axe(3) traversant la canalisation et obturer celle-ci, ledit élément étant traversé par au moins un orifice de passage (4))- (b) au moins un élément d'entraînement solidaire de l'axe(3), pouvant coopérer mécaniquement avec l'élément d'obturation principal (2) de manièreà provoquer son pivotement autour de l'axe(3) ; (c) au moins un élément d'obturation auxiliaire comprenant d'une part une première lame(6) comportant un orifice calibré(7), et d'autre part une protubérance(9) dirigée vers l'orifice calibré(7) et capable de l'obturer hermétiquement, ledit élément d'obturation auxiliaire étant conçu et disposé de telle façon que: - l'orifice calibré(7) se trouve dans prolongement de l'orifice de passage (4) de l'élément d'obturation principal (2), ces deux orifices formant un conduit substantiellement étanche- - en l'absence d'une sollicitation de l'élément d'entreinement (5), la protubérance(9) n'obture pas l'orifice calibré(7), et le fluide peut s'écouler par l'orifice de passage (4) et l'orifice calibré(7), et - sous l'effet d'une sollicitation de l'élément d'entreinement (5), la protubérance(9) obture l'orifice calibré(7) et empêche le fluide de s'écoulerà travers l'orifice de passage (4)-1 l'élément d'obturation principal (2) ne commençantà pivoter autour de l'axe (3), à partir d'une position initiale fermée, que lorsque l'élément d'entraînement(5) présente par rapportà l'élément d'obturation principal (2) un écart angulaire prédéterminé # -nul, ce qui permet au fluide de s'écouler exclusivement par l'orifice passage (4) avant que l'élément d'obturation principal (2) ne commenceà s'ouvrir. 2- Dispositif d'obturation selon la revendication1, caractérisé en ce qu'il comprend une seconde lame(8) à laquelle est fixée la protubérance(9), la première lame(6) et la seconde lame(8) étant fixées l'uneà l'autre en au moins un point et faisant ressort l'une par rapportà l'autre, de telle façon qu'en l'absence de sollicitation extérieure la protubérance(9) n'obture pas l'orifice calibré(7). 3 - Dispositif d'obturation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux lames sont fixéesà l'élément d'obturation principal (2). 4- Dispositif d'obturation selon revendication 2, caractérisé en ce que les deux lames sont fixéesà l'élément d'entraînement(5). 5 - Dispositif selon les revendications 2à 4, caractérisé en ce que les deux lamer sont constituées d'une seule pièce cintrée. 6 - Dispositif d'obturation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la canalisation est section circulaire, et l'élément d'obturation principal (2) a la forme d'un disque. 7 - Dispositif d'obturation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément d'obturation principal (2) est muni de moyens de rappel, faisant en sorte qu'en l'absence sollicitation, cet élément se ferme et obture la canalisation. 8 - Dispositif d'obturation selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'élément d'obturation principal et le tronçon de canalisation dans lequel cet élément installé sont réalisés en matière plastique. 9 - Boîtier papillon pour moteurà combustion interne, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'obturation selon l'une des revendications précédentes.