FR2947026A1 - Dispositif de transformation de mouvement et vanne comportant un tel dispositif - Google Patents

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Abstract

Dispositif de transformation de mouvement (6) comporte une soupape (2) et une roue (5), adapté à transformer un mouvement de rotation de la roue (5) en un mouvement de translation de la soupape (2). Il comporte également un corps (9) fait d'une seule pièce qui présente une paroi tubulaire de guidage (7) en liaison pivot-glissant avec la queue de la soupape (2) ainsi qu'une paroi tubulaire de came (10) dans laquelle est pratiqué un chemin de came (11) relié à la soupape (2).

Description

Dispositif de transformation de mouvement et vanne comportant un tel dispositif
L'invention concerne un dispositif de transformation d'un mouvement de rotation d'une roue en un mouvement de translation d'une soupape et une vanne comportant un tel dispositif. Une vanne de ce type est par exemple utilisable dans un circuit de recirculation de gaz d'échappement d'un moteur thermique de véhicule automobile.
ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Le document FR 2 914 975 décrit un tel dispositif de transformation de mouvement et son application à une vanne de recirculation EGR . Les systèmes de recirculation de gaz d'échappement sont connus sous la dénomination EGR pour Exhaust Gaz Recirculation et permettent de réinjecter des gaz d'échappement à l'admission d'un moteur à explosion pour notamment réduire les émissions polluantes. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour but de réduire le coût et l'encombrement d'un tel dispositif. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION A cet effet, l'invention vise un Dispositif de transformation de mouvement comportant une soupape et une roue, adapté à transformer un mouvement de rotation de la roue en un mouvement de translation de la soupape, caractérisé en ce qu'il comporte un corps fait d'une seule pièce qui présente une paroi tubulaire de guidage en liaison pivot-glissant avec la queue de la soupape ainsi qu'une paroi tubulaire de came dans laquelle est pratiqué un chemin de came relié à la soupape. Dans un tel dispositif, tous les éléments qui agissent sur le positionnement de la soupape font partie de la même pièce. En effet, le positionnement correct de la soupape peut être perturbé par exemple par les éléments suivants : - la roue qui est généralement associée à des moyens pour l'entraînement en rotation de la soupape ; - des moyens coopérant avec le chemin de came de l'organe support de telle sorte que la rotation de la soupape entraîne sa propre translation - une glissière permettant le guidage en translation de la soupape. Tout défaut d'alignement entre ces divers composant peut accélérer l'usure de la soupape voire provoquer un dysfonctionnement. Grâce à l'invention, des défauts d'alignements sont minimisés à moindre coût. Le dispositif peut en outre comporter les caractéristiques supplémentaires suivantes, seules ou en combinaison : - le corps peut comporter en outre une paroi tubulaire de siège présentant un siège pour la soupape ; - le corps peut comporter une épaisseur centrale à partir de laquelle la paroi tubulaire de came est saillante, la paroi tubulaire de guidage étant contenue, au moins en partie, dans cette épaisseur centrale ; - il peut être prévu deux joints espacés l'un de l'autre et disposés dans l'épaisseur centrale pour coopérer avec la queue de la soupape ; - la paroi tubulaire de guidage peut être formée, 25 au moins en partie, par une jupe saillante de l'épaisseur centrale ; - le corps peut être en alliage corroyé ; - le corps peut être anodisé ; - la paroi tubulaire de guidage est dimensionnée 30 pour procurer un guidage court à la queue de la soupape ; - la paroi tubulaire de came peut comporter un logement pour le montage à rotation de la roue sur le corps, la roue comportant une jupe d'entraînement en rotation de la queue de la soupape ; 35 - le corps peut comporter au moins un épaulement externe de montage.
Un autre objet de l'invention vise un procédé de fabrication d'un dispositif de transformation de mouvement dans lequel la réalisation du corps en une seule pièce comporte des opérations de forgeage du corps, puis d'usinage du corps puis d'anodisation du corps. Un autre objet de l'invention vise une vanne comportant un actionneur rotatif, caractérisé en ce qu'elle comporte en outre un dispositif de transformation de mouvement tel que décrit ci-dessus. Cette vanne peut comporter une platine munie d'un premier logement débouchant dans lequel est monté le dispositif de transformation de mouvement. L'actionneur rotatif peut comporter un boîtier 15 étanche et être monté dans un deuxième logement débouchant de la platine. La vanne peut comporter en outre une roue de transmission engrenant avec l'actionneur rotatif et avec la roue, cette roue de transmission étant montée à rotation 20 sur un arbre qui est fixé sur la platine. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré et non limitatif, description faite en référence aux 25 dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 représente en perspective une vanne comportant un dispositif de transformation de mouvement selon l'invention, ce dernier étant représenté en coupe partielle ; 30 - la figure 2 est une vue en perspective du dessous de la vanne de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective avec coupe partielle du dispositif de transformation de mouvement de la figure 1 ; 35 - la figure 4 représente en perspective le corps seul du dispositif de transformation de mouvement de la figure 3. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 représente une vanne 1 qui est dans le présent exemple une vanne de recirculation de gaz d'échappement dont la fonction est classique. La vanne 1 comporte une soupape 2 qui permet l'introduction et le dosage d'un fluide, ici les gaz d'échappement, dans une canalisation, ici d'admission. Une telle vanne 1 comporte un actionneur rotatif qui est dans le présent exemple un moteur 3 engrenant avec une roue de transmission 4 qui elle-même engrène avec une roue 5 qui est ici une roue partiellement dentée. Le moteur 3 est ainsi adapté à entraîner en rotation la roue 5. Le mouvement de rotation de cette roue 5 est par ailleurs transformé en mouvement de translation de la soupape 2 grâce à un dispositif de transformation de mouvements 6. Le dispositif 6 comporte un corps 9 fait d'une seule pièce et présentant une première paroi tubulaire 7 dite paroi de guidage et une deuxième paroi tubulaire 10 dite paroi de came . La paroi tubulaire de guidage 7 est ici ajustée à la queue de la soupape 2 de sorte que cette dernière puisse pivoter autour de l'axe longitudinal de la queue de la soupape 2 et puisse se translater le long du même axe. La soupape 2 est ainsi en liaison pivot-glissant avec le corps 9 par l'intermédiaire de la paroi tubulaire de guidage. La paroi tubulaire de came 10 est quand à elle constituée d'un cylindre dans lequel est pratiqué un chemin de came 11 qui est ici formé de deux pistes de part et d'autre de la paroi tubulaire de came 10 (voir figures 3 et 4), étant entendu qu'il peut en comporter un quelconque nombre adapté. Le chemin de came peut ainsi ne comporter qu'une seule piste ou un nombre supérieur à deux. La queue de la soupape 2 est fixée à son extrémité à un barreau transversal 8 qui peut être entraîné en rotation par la roue 5 de sorte à faire pivoter la soupape 2 autour de 4 l'axe longitudinal de la queue de la soupape 2. La roue 5 entraîne le barreau 8 grâce à une jupe 12. La paroi tubulaire de came 10 comporte également un logement 13 dans lequel est monté un roulement 14 pour le montage à rotation de la roue 5 sur la paroi tubulaire de came 10. Le barreau 8 est muni à chacune de ses extrémités d'un galet 15 coopérant avec le chemin de came 11 de sorte que, lorsque la roue 5 est entraînée en rotation, celle-ci entraîne à son tour le barreau 8 en rotation provocant, grâce au parcours du galet 15 dans le chemin de came 11, la translation de la soupape 2. La figure 2 représente la vanne 1 vue du dessous. Le corps 9 est monté sur une platine 16 par l'intermédiaire d'un logement tubulaire 17 de la platine 16. Le moteur 3, qui est ici un moteur étanche, est également monté sur cette platine 16, dans un logement débouchant. La roue de transmission 4 est montée à rotation sur un arbre 30 qui est fixé sur cette platine 16. Le corps 9 supportant la soupape 2, le moteur 3 La figure 2 montre le dispositif de transmission de mouvement 6 isolé du reste de la vanne 1 et la figure 4 montre le corps 9 seul. La roue 5 comporte une portion dentée 18 permettant l'engrènement avec la roue de transmission 4. Cette portion dentée ne s'étend dans le présent exemple que sur un secteur angulaire correspondant à la course linéaire requise pour la soupape 2. La portion dentée peut bien entendu s'étendre sur un secteur angulaire différent, voire sur tout le pourtour de la roue dentée si nécessaire, en fonction de la plage dans laquelle la soupape 2 est prévue pour se translater. La roue dentée 5 est ainsi montée tournante sur la paroi tubulaire de came 10 par l'intermédiaire du roulement 14 de sorte que la rotation de la portion dentée 18 se fasse coaxialement à la direction de translation de la soupape 2. En variante, le roulement 14 peut être remplacé par un autre type de liaison pivot, un palier ou une bague à faible coefficient de friction, par exemple. La roue 5 peut également être montée directement sur la paroi tubulaire de came 10 si les matériaux employés, éventuellement avec un traitement de surface ou un revêtement, présentent un coefficient de friction adéquat. La jupe 12 de la roue 5 comporte deux parois longitudinales 19 parallèles entre elles et s'étendant parallèlement à la direction de translation de la soupape 2. Les deux surfaces longitudinales 20 définissent entre elles un logement 20 pour le barreau 8. Ainsi, le barreau 8 est disposé dans le logement 20 de sorte que la roue 5 soit apte à entraîner en rotation le barreau 8 par l'intermédiaire des parois longitudinales 19, et que le barreau 8 soit libre de coulisser dans le logement 20 dans la direction de translation de la soupape 2. Par conséquent, au sein de la vanne 1, la rotation de la roue dentée 5 entraîne la rotation du barreau 8 dont les galets 15 roulent alors sur le chemin de came 11 fixe (car le corps 9 est ici fixé sur la platine 16) ce qui entraîne conjointement la translation de la soupape 2 dans le sens d'ouverture ou de fermeture de la soupape 2. Le chemin de came 11 est donc relié à la soupape 2 par l'intermédiaire du barreau 8. La roue 5 comporte également une ouverture centrale 21 d'accès au barreau 8. Le volume interne de la roue 5 est ici creux et est ainsi mis à profit pour constituer un espace libre permettant d'y installer des composants supplémentaires utiles au fonctionnement de la vanne 1. De plus, cet espace libre donne accès par le dessus au barreau 8, ce qui permet d'y installer des composant prévus par exemple pour coopérer avec la queue de la soupape 2 ou le barreau 8.
Le corps 9 comporte ici une épaisseur centrale 22 à partir de laquelle la paroi tubulaire de came 10 est saillante dans une direction (vers le haut sur les figures), et à partir de laquelle la paroi tubulaire de guidage 7 est saillante dans la direction opposée (vers le bas sur les figures). La paroi tubulaire de guidage 7 est ici constituée d'un alésage pratiqué dans l'épaisseur centrale 22, cet alésage étant prolongé au-delà de l'épaisseur centrale 22 par une jupe 23. En variante non représentée, la paroi tubulaire de guidage peut être entièrement intégrée dans l'épaisseur centrale 22.
Dans le présent exemple, le corps 9 comporte également une paroi tubulaire de siège 24 saillante du corps 9 du côté de la paroi tubulaire de guidage 7. Cette paroi tubulaire de siège 24 comporte à son extrémité opposée à l'épaisseur centrale 22 un siège de soupape 25 ainsi qu'une ouverture 26. La vanne est ainsi adaptée à être disposée dans un conduit de sorte que les gaz traversant le corps du siège de soupape à 25 à l'ouverture 26 ou inversement Le corps 9 est réalisé en une seule pièce par tout 20 procédé approprié. Le corps 9 peut par exemple être usiné à partir d'un cylindre d'aluminium plein. Dans un autre mode de fabrication particulièrement avantageux, une ébauche du corps 9 est réalisée par forgeage à chaud ou à froid puis les parties débouchantes, 25 telles que l'ouverture 26 ou le chemin de came 11, sont ensuite usinées. La fabrication du corps 9 est ainsi optimisée en termes de coût et de délai. Par ailleurs, ce procédé de fabrication permet de ne pas recourir à la fonderie, les alliages de fonderie ayant par définition une 30 température de fusion assez basse, une dureté généralement faible et s'anodisent mal ou pas du tout. Dans le cas de ce procédé, il est possible d'utiliser par exemple un alliage d'aluminium de la série 6000 qui sera forgé, usiné puis anodisé. Sa résistance mécanique et à la corrosion sera 35 maximale par rapport aux alliages de fonderie utilisés classiquement dans de telles applications. La tenue en température sera également meilleure. Cette dureté supérieure peut être par exemple mise à profit au niveau du siège de soupape 25 qui, lorsqu'il est réalisé dans un tel alliage anodisé, présente une dure dureté suffisante pour coopérer directement avec la soupape 2, sans avoir besoin d'un siège rapporté comme c'est le cas dans l'art antérieur (voir FR 2 914 975). Le fait de se passer d'un siège de soupape rapporté permet notamment un meilleur échange thermique entre la soupape 2 et le siège 25.
De même, cette dureté supérieure permet à la paroi tubulaire de guidage de coopérer directement avec la queue de la soupape 2 avec une usure limitée, l'anodisation durcissant la surface. Deux joints à lèvres 27 sont de plus montés, espacés l'un de l'autre, dans un alésage 28 pratiqué dans l'épaisseur centrale 22, au dessus de la paroi tubulaire de guidage. La liaison pivot-glissant procurée par la paroi tubulaire de guidage 7 peut s'étendre selon une longueur moindre que celle de l'art antérieur. Ici, la longueur du guidage (la hauteur de la paroi de guidage 7 sur les dessins) peut être par exemple de seulement 1,5 fois de diamètre de la tige de la soupape 2. La paroi tubulaire de guidage 7 est ainsi dimensionnée pour procurer un guidage court à la queue de soupape 2. Ce guidage court est suffisant pour la soupape 2 dans la mesure où cette dernière est mise en position par une seule et unique pièce (le corps 9) comportant le siège 25, le chemin de came 11 et sur laquelle est montée la roue 5. Le corps 9 peut par ailleurs comporter des 30 épaulements 29 pour son montage dans le logement tubulaire 17 de la platine 16 de la vanne 1. Des variantes de réalisation de l'invention pourront être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Notamment, le matériau employé pour la 35 réalisation du corps 9 peut être un quelconque alliage corroyé, tel que les alliages d'aluminium pour corroyage 9

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif de transformation de mouvement (6) comportant une soupape (2) et une roue (5), adapté à transformer un mouvement de rotation de la roue (5) en un mouvement de translation de la soupape (2), caractérisé en ce qu'il comporte un corps (9) fait d'une seule pièce qui présente une paroi tubulaire de guidage (7) en liaison pivot-glissant avec la queue de la soupape (2) ainsi qu'une paroi tubulaire de came (10) dans laquelle est pratiqué un chemin de came (11) relié à la soupape (2).
  2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le corps (9) comporte en outre une paroi tubulaire de siège (24) présentant un siège (25) pour la soupape (2).
  3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, dans lequel le corps (9) comporte une épaisseur centrale (22) à partir de laquelle la paroi tubulaire de came (10) est saillante, la paroi tubulaire de guidage (7) étant contenue, au moins en partie, dans cette épaisseur centrale (22).
  4. 4. Dispositif selon la revendication 3, comportant en outre deux joints (27) espacés l'un de l'autre et disposés dans l'épaisseur centrale (22) pour coopérer avec la queue de la soupape (2).
  5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, dans lequel la paroi tubulaire de guidage (7) est formée, au moins en partie, par une jupe (23) saillante de l'épaisseur centrale (22).
  6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 30 précédentes, dans lequel le corps (9) est en alliage corroyé.
  7. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps (9) est anodisé.
  8. 8. Dispositif selon l'une des revendications 35 précédentes, dans lequel la paroi tubulaire de guidage (7) est dimensionnée pour procurer un guidage court à la queuede la soupape (2).
  9. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la paroi tubulaire de came (10) comporte un logement (13) pour le montage à rotation de la roue (5) sur le corps (9), la roue (5) comportant une jupe (12) d'entraînement en rotation de la queue de la soupape (2).
  10. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps (9) comporte au moins un 10 épaulement externe (29) de montage.
  11. 11. Procédé de fabrication d'un dispositif de transformation de mouvement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la réalisation du corps (9) en une seule pièce comporte des opérations de forgeage 15 du corps (9), puis d'usinage du corps (9) puis d'anodisation du corps (9).
  12. 12. Vanne (1) comportant un actionneur rotatif (3), caractérisé en ce qu'elle comporte en outre un dispositif de transformation de mouvement (6) selon l'une des 20 revendications 1 à 10.
  13. 13. Vanne selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'elle comporte une platine (16) munie d'un premier logement débouchant (17) dans lequel est monté le dispositif de transformation de mouvement (6). 25
  14. 14. Vanne selon la revendication 13, dans laquelle l'actionneur rotatif (3) comporte un boîtier étanche et est monté dans un deuxième logement débouchant de la platine (16).
  15. 15. Vanne selon la revendication 14, comportant en 30 outre une roue de transmission (4) engrenant avec l'actionneur rotatif (3) et avec la roue (5), cette roue de transmission (4) étant montée à rotation sur un arbre (30) qui est fixé sur la platine (16).
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