FR2919703A1

FR2919703A1 - RETRACT VALVE.

Info

Publication number: FR2919703A1
Application number: FR0756853A
Authority: FR
Inventors: Jerome Migaud; Christophe Marteau
Original assignee: Mann and Hummel GmbH
Current assignee: Mann and Hummel GmbH
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2009-02-06
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: EP2020492B1; EP2020492A1; FR2919703B1

Abstract

Vanne d'étranglement destinée à être montée dans la tubulure d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne et comportant un volet d'étranglement (1) en forme de disque monté pivotant dans un boîtier d'étranglement (2), autour d'un axe de pivotement (6), et dont le pivotement permet de régler la section de passage de la tubulure d'aspiration entre zéro, c'est-à-dire la position de fermeture du volet d'étranglement (1), et une valeur maximum, ainsi qu'un actionneur électrique coopérant avec un capteur de position pour commander le pivotement du volet d'étranglement (1),caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de liaison (11, 13, 14, 15, 17) permettant de créer un découplage mécanique similaire à un joint de cardan entre l'axe de sortie (12) de l'actionneur ou axe de commande et l'axe de pivotement (6) du volet d'étranglement (1).A throttle valve for mounting in the air intake pipe of an internal combustion engine and having a throttle flap (1) pivotally mounted in a throttle body (2), around a pivot axis (6), and whose pivoting makes it possible to adjust the section of passage of the suction pipe between zero, that is to say the position of closure of the throttle flap (1) , and a maximum value, as well as an electric actuator cooperating with a position sensor to control the pivoting of the throttle flap (1), characterized in that it comprises connecting means (11, 13, 14, 15 , 17) for creating a mechanical coupling similar to a universal joint between the output shaft (12) of the actuator or control shaft and the pivot axis (6) of the throttle flap (1).

Description

La présente invention a pour objet une vanne d'étranglement destinée àThe present invention relates to a throttling valve intended for

être montée dans la tubulure d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. De telles vannes d'étranglement ont pour fonction de per-5 mettre de réguler le volume d'air devant être fourni au moteur pour la combustion du carburant. Elles comportent de manière classique un volet d'étranglement en forme de disque monté pivotant autour d'un axe de pivotement dans un boîtier d'étranglement, ainsi qu'un actionneur électrique coopérant avec un capteur de position pour commander le pivotement du volet d'étranglement. Ce pivotement permet de régler la section de passage de la tubulure d'aspiration entre zéro, c'est-à-dire la position de fermeture du volet d'étranglement, et une valeur maximum. 15 Les vannes d'étranglement actuellement proposées sur le marché correspondent à des systèmes hyperstatiques sujets à des phénomènes de grippage voire de blocage en particulier au niveau des paliers sur lesquels est monté l'axe de pivotement du volet d'étranglement. De tels phénomènes sont dus à des déformations consécu- 20 tives à des efforts, à des vibrations ou à des variations de température, voire à un ajustage dimensionnel insuffisant. Ils sont d'autant plus fréquents que la température régnant dans les moteurs à combustion interne varie fortement selon les conditions de fonctionnement et les conditions climatiques, et nuisent forte- 25 ment au bon fonctionnement des véhicules. La présente invention a pour objet de remédier à cet incon-vénient. A cet effet, elle propose une vanne d'étranglement du type susmentionné comportant des moyens de liaison permettant de créer un 30 découplage mécanique similaire à un joint de cardan entre l'axe de sortie de l'actionneur ou axe de commande et l'axe de pivotement du volet d'étranglement. Selon l'invention, de tels moyens de liaison sont de préférence constitués par une biellette respectivement reliée à l'axe de corn- 35 mande et à l'axe de pivotement du volet d'étranglement à ses extrémités au moyen d'une articulation à rotule. Ce découplage de l'axe de commande et de l'axe de pivote-ment du volet d'étranglement est particulièrement avantageux dans la me- sure où il permet d'éviter les phénomènes de grippage de l'axe de pivote-ment dans les paliers en compensant d'éventuelles déformations, notamment consécutives à des tolérances de montage, à des vibrations, à des variations de température... be mounted in the air intake pipe of an internal combustion engine of a motor vehicle. Such throttling valves have the function of per-5 to regulate the volume of air to be supplied to the engine for fuel combustion. They conventionally comprise a disk-shaped throttling flap pivotally mounted about a pivot axis in a throttling box, and an electric actuator cooperating with a position sensor to control the pivoting of the shutter. constriction. This pivoting makes it possible to adjust the passage section of the suction pipe between zero, that is to say the closing position of the throttle flap, and a maximum value. The bottlenecks currently proposed on the market correspond to hyperstatic systems subject to seizure or blocking phenomena, in particular at the level of the bearings on which the pivot axis of the throttle flap is mounted. Such phenomena are due to deformations subsequent to forces, vibrations or temperature variations, or even insufficient dimensional adjustment. They are all the more frequent as the temperature prevailing in the internal combustion engines varies greatly depending on the operating conditions and climatic conditions, and strongly affect the proper functioning of the vehicles. The object of the present invention is to remedy this inconvenience. For this purpose, it proposes a throttling valve of the aforementioned type comprising connecting means making it possible to create a mechanical coupling similar to a universal joint between the output axis of the actuator or control shaft and the axis pivoting of the throttle flap. According to the invention, such connecting means are preferably constituted by a rod respectively connected to the control axis and to the axis of pivoting of the throttle flap at its ends by means of a hinge. patella. This decoupling of the control shaft and the axis of pivoting of the throttle flap is particularly advantageous insofar as it makes it possible to avoid seizure phenomena of the pivot axis in the bearings compensating for any deformations, in particular due to mounting tolerances, vibrations, temperature variations, etc.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la biellette de liaison comporte deux cavités sphériques constituant les parties femelles des articulations à rotule dont les parties mâles associées sont respectivement solidaires de l'axe de commande et de l'axe de pivotement du volet d'étranglement. According to another characteristic of the invention, the connecting rod comprises two spherical cavities constituting the female parts of the ball joints, the associated male parts of which are respectively integral with the control pin and with the axis of pivoting of the shutter. constriction.

De façon connue en elle-même, l'axe de pivotement du volet d'étranglement peut être équipé d'un élément d'entraînement essentielle-ment cylindrique sur lequel est monté un ressort de rappel permettant de ramener automatiquement le volet d'étranglement dans sa position de fermeture en l'absence de toute contrainte extérieure s'exerçant sur lui. In a manner known per se, the pivot axis of the throttle flap can be equipped with an essentially cylindrical driving element on which is mounted a return spring for automatically returning the throttle flap in its closing position in the absence of any external constraint exerted on it.

Selon l'invention, la partie mâle de l'articulation à rotule associée à cet axe de pivotement peut elle aussi avantageusement être montée sur un tel élément d'entraînement. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'actionneur est en prise directe avec le volet d'étranglement par l'intermédiaire des 20 moyens de liaison. Une telle configuration de la vanne d'étranglement conforme à l'invention permet de simplifier dans une large mesure le processus de montage de l'actionneur, suite à l'absence d'organe de transmission auxiliaire. 25 Elle permet parallèlement d'abaisser notablement le coût global de la vanne d'étranglement qui ne comporte ainsi qu'un nombre restreint de pièces et peut de surcroît accepter des tolérances de fabrication moins strictes. Les vannes d'étranglement classiques actuellement propo- 30 Sées sur le marché présentent également l'inconvénient de donner lieu à des fuites importantes lorsque le volet d'étranglement est en position de fermeture. Ces fuites sont en particulier consécutives à des déformations dues à des variations de température ou à une augmentation ou une 35 diminution de la pression. La présente invention a également pour objet de remédier à cet inconvénient. 5 10 A cet effet, et selon une autre caractéristique préférentielle de celle-ci, le volet d'étranglement est constitué par un élément en matière plastique revêtu d'un élastomère définissant des lèvres d'étanchéité à sa périphérie. La présence de cet élastomère confère au volet d'étranglement une souplesse lui permettant de garantir la quasi absence de fuites en position de fermeture. Il présente en outre l'avantage de diminuer l'émission de bruit en cas de fermeture rapide du volet d'étranglement. Les caractéristiques de la vanne d'étranglement qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée des principaux éléments constitutifs de cette vanne, 15 - la figure 2 représente le carter de l'actionneur, - la figure 3 représente l'axe de pivotement du volet d'étranglement, - les figures 4a et 4b sont respectivement des vues de dessus et de des-sous de la biellette de liaison. Selon la figure 1, la vanne d'étranglement est essentielle- 20 ment constituée d'un volet d'étranglement 1 en forme de disque monté dans un boîtier d'étranglement 2 fixé à la partie interne de la tubulure d'aspiration d'un moteur à combustion interne ainsi que d'un actionneur électrique non représenté sur les figures qui est logé à la partie interne d'un carter d'actionneur 3 représenté plus précisément sur la figure 2. 25 Le carter d'actionneur 3 est fixé latéralement sur le boîtier d'étranglement 2 au moyen de vis auto-taraudeuses 4. Le volet d'étranglement 1 est constitué par un élément en forme de disque réalisé en matière plastique qui est revêtu d'un élastomère définissant des lèvres d'étanchéité 5 à sa périphérie. 30 Le volet d'étranglement 1 est monté pivotant autour d'un axe de pivotement 6 représenté plus précisément sur la figure 3. L'actionneur électrique logé à la partie interne du carter d'actionneur 3 permet de commander le pivotement du volet d'étranglement 1 entre une position de fermeture dans laquelle il bloque le 35 passage d'air dans la tubulure d'aspiration du moteur et une position d'ouverture dans laquelle la section de passage de la tubulure d'aspiration est réglée à une valeur maximum, ce d'une façon qui sera décrite plus en détail dans la suite de cet exposé. According to the invention, the male part of the ball joint associated with this pivot axis can also advantageously be mounted on such a drive element. According to another characteristic of the invention, the actuator is in direct contact with the throttle flap via the connecting means. Such a configuration of the throttling valve according to the invention simplifies to a large extent the assembly process of the actuator, following the absence of auxiliary transmission member. At the same time, it makes it possible to lower significantly the overall cost of the throttling valve, which therefore has only a small number of parts and can moreover accept less stringent manufacturing tolerances. The conventional throttling valves currently proposed on the market also have the drawback of giving rise to large leaks when the throttle flap is in the closed position. These leaks are in particular consecutive to deformations due to temperature variations or to an increase or decrease of the pressure. The present invention also aims to overcome this disadvantage. For this purpose, and according to another preferred feature thereof, the throttle flap is constituted by a plastic member coated with an elastomer defining sealing lips at its periphery. The presence of this elastomer gives the throttle flap flexibility to ensure the near absence of leaks in the closed position. It also has the advantage of reducing the noise emission in case of rapid closure of the throttle flap. The characteristics of the throttling valve which is the subject of the invention will be described in more detail with reference to the appended nonlimiting drawings in which: FIG. 1 is an exploded perspective view of the main constituent elements of this valve; FIG. 2 represents the casing of the actuator; FIG. 3 represents the axis of pivoting of the throttle flap; FIGS. 4a and 4b are respectively top and bottom views of the link; link. According to FIG. 1, the throttling valve is essentially constituted by a throttle flap 1 mounted in a throttling box 2 fixed to the inner part of the suction pipe of a internal combustion engine and an electric actuator not shown in the figures which is housed at the inner part of an actuator housing 3 shown more precisely in FIG. 2. The actuator housing 3 is fixed laterally on the throttle body 2 by means of self-tapping screws 4. The throttle valve 1 is constituted by a disc-shaped element made of plastic material which is coated with an elastomer defining sealing lips 5 at its end. periphery. The throttle flap 1 is pivotally mounted about a pivot axis 6 shown more precisely in FIG. 3. The electric actuator housed at the inner part of the actuator casing 3 makes it possible to control the pivoting of the flap. throttling 1 between a closed position in which it blocks the passage of air in the suction pipe of the engine and an open position in which the passage section of the suction pipe is set to a maximum value, this in a way that will be described in more detail later in this presentation.

Selon les figures 1 et 3, l'axe de pivotement 6 du volet d'étranglement 1 est équipé, à son extrémité située en regard du carter d'actionneur 3, d'un élément d'entraînement 7 essentiellement cylindrique sur lequel est monté un ressort de rappel 8. According to FIGS. 1 and 3, the pivot axis 6 of the throttle flap 1 is equipped, at its end facing the actuator housing 3, with an essentially cylindrical driving element 7 on which is mounted a return spring 8.

Ce ressort de rappel 8 permet de ramener automatiquement le volet d'étranglement 1 dans sa position de fermeture en l'absence de toute contrainte extérieure s'exerçant sur lui. Selon la figure 1, l'axe de pivotement 6 et le volet d'étranglement 1 sont montés à la partie interne du boîtier d'étranglement 2 sur des paliers 9, 9' avec interposition d'un joint d'étanchéité 10. Selon les figures 1, 2, 4a et 4b, une biellette de liaison 11 permet de découpler mécaniquement l'axe de pivotement 6 du volet d'étranglement 1 et l'axe de sortie 12 de l'actionneur qui constitue l'axe de commande de ce volet 1. This return spring 8 automatically returns the throttle flap 1 in its closed position in the absence of any external stress exerted on him. According to FIG. 1, the pivot axis 6 and the throttle flap 1 are mounted on the inner part of the throttle body 2 on bearings 9, 9 'with the interposition of a seal 10. According to FIG. 1, 2, 4a and 4b, a connecting rod 11 mechanically decouples the pivot axis 6 of the throttle flap 1 and the output shaft 12 of the actuator which constitutes the control axis of this part 1.

L'actionneur est ainsi en prise directe avec le volet d'étranglement 1 par l'intermédiaire de la biellette de liaison 11, sans interposition d'organes de transmission autres. Un capteur de position non représenté sur les figures détecte à tout instant la position angulaire réelle du volet d'étranglement 1 et coopère avec l'actionneur pour commander le pivotement de ce volet 1 autour de son axe de pivotement 6. Selon les figures 4a et 4b, la biellette de liaison 11 est mu-nie à ses extrémités respectives de deux cavités sphériques 13, 14 constituant chacune la partie femelle d'une articulation à rotule. The actuator is thus in direct contact with the throttle flap 1 via the connecting rod 11, without the interposition of other transmission members. A position sensor not shown in the figures detects at any time the actual angular position of the throttle flap 1 and cooperates with the actuator to control the pivoting of the flap 1 about its pivot axis 6. According to FIGS. 4b, the connecting rod 11 is mu-nie at its respective ends of two spherical cavities 13, 14 each constituting the female part of a ball joint.

Selon la figure 2, la partie mâle associée à la cavité sphérique 13 est une rotule 15 fixée à un embout 16 solidaire de l'axe de sortie 12 de l'actionneur. Selon la figure 3, la partie mâle associée à la cavité sphérique 14 est une rotule 17 fixée à la périphérie externe de l'élément d'entraînement 7 de l'axe de pivotement 6 du volet d'étranglement 1. Ce découplage de l'axe de sortie 12 de l'actionneur et de l'axe de pivotement 6 du volet d'étranglement 1 par l'intermédiaire de la biellette de liaison 11 permet d'éviter les problèmes de blocage et de grippage du volet d'étranglement 1 et de son axe de pivotement 6, en particu- lier sous l'effet de déformations dues à des variations de température ou à des vibrations. According to Figure 2, the male part associated with the spherical cavity 13 is a ball joint 15 fixed to a tip 16 integral with the output shaft 12 of the actuator. According to FIG. 3, the male part associated with the spherical cavity 14 is a ball joint 17 fixed to the outer periphery of the driving element 7 of the pivot axis 6 of the throttle flap 1. This decoupling of the output axis 12 of the actuator and the pivot axis 6 of the throttle flap 1 via the connecting rod 11 avoids the problems of blocking and seizure of the throttle flap 1 and its pivot axis 6, in particular under the effect of deformations due to temperature variations or vibrations.

Claims

1) A throttle valve for mounting in the air intake pipe of an internal combustion engine and having a throttle valve (1) pivotally mounted in a throttle body (2), about a pivot axis (6), and whose pivot-ment allows to adjust the passage section of the suction pipe between zero, that is to say the shutter closing position throttle (1), and a maximum value, as well as an electric actuator cooperating with a position sensor for controlling the pivoting of the throttle flap (1), characterized in that it comprises connecting means (11) 13,15; 14,17) for creating a mechanical coupling similar to a universal joint between the output shaft (12) of the actuator or control shaft and the pivot axis (6) of the shutter. Strangulation (1).

2) Throttling valve according to claim 1, characterized in that the connecting means are constituted by a rod (11) respectively connected to the control shaft (12) and to the pivot axis (6) of the shutter throttle (1) at its ends by means of a ball joint (13,15; 14,17).

3) A throttling valve according to claim 2, characterized in that the link rod (11) comprises two spherical cavities (13, 14) constituting the female parts of the ball joints whose associated male parts (15, 17) are respectively integral with the control shaft (12) and the pivot axis (6) of the throttle flap (1).

4) A throttle valve according to claim 3, characterized in that the pivot axis (6) of the throttle flap (1) is equipped with a substantially cylindrical drive element (7) on which is mounted a return spring (8) for automatically returning the throttle flap (1) to its closed position in the absence of any external stress exerted on it, as well as the male part (17) of the articulation to associated patella.

5) Throttle valve according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the actuator is in direct contact with the throttle flap (1), via the connecting means (11; , 15, 14, 17).

6) Throttling valve according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the throttle flap (1) is constituted by a plastic member coated with an elastomer defining sealing lips (5). ) at its periphery.