FR2995653A1 - Vanne de circulation d'un fluide, en particulier gaz d'echappement recircule - Google Patents

Vanne de circulation d'un fluide, en particulier gaz d'echappement recircule Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une vanne de circulation d'un fluide comprenant un obturateur (2) mobile et un corps (4), comprenant une partie en saillie (6) accueillant ledit obturateur (2), ledit corps (4) étant configuré pour être rapporté sur un support (8) de manière à ce que ladite partie en saillie (6) soit introduite dans un logement (10) dudit support (8), ledit corps (4) étant en outre configuré pour permettre une fixation de ladite vanne sur ledit support (8) selon une direction (T) transversale à une direction d'extension longitudinale (D) de ladite partie en saillie (6). Application à la recirculation des gaz d'échappement des moteurs de véhicule automobile.

Description

VANNE DE CIRCULATION D'UN FLUIDE, EN PARTICULIER GAZ D'ECHAPPEMENT RECIRCULE L'invention concerne une vanne de circulation d'un fluide, notamment de régulation de débit de gaz. Elle trouve ses applications, par exemple, dans le domaine automobile. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à une vanne de régulation du débit de gaz d'échappement recirculés (appelés aussi EGR selon l'acronyme anglais de « Exhaust Gas Recirculation »). De manière générale, un système de recirculation des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne permet de diminuer la quantité d'oxydes d'azote présente dans les gaz d'échappement. De tels systèmes comprennent une vanne permettant de régler le débit de gaz prélevés à l'échappement du moteur pour être introduit à l'admission. Il est connu en ce sens des vannes comprenant un obturateur mobile permettant de régler le débit de gaz d'échappement recirculés et un corps, comprenant une partie en saillie, cylindrique, accueillant ledit obturateur. Ledit corps est configuré pour être rapporté sur un support de manière à ce que ladite partie en saillie soit située dans un logement dudit support, de forme correspondante à celle de ladite partie en saillie. Classiquement, le corps est rapporté sur le support par des vis orientées parallèlement à l'axe longitudinal de ladite partie en saillie, lesdites vis coopérant avec des orifices de passage ménagés dans le corps de la vanne, l'axe desdits orifices étant réparties angulairement autour ladite partie en saillie. La fixation de la vanne sur son support est ainsi obtenue en exerçant un effort selon une direction axiale. Un simple joint plat, s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe du logement, suffit alors pour assurer l'étanchéité voulue entre ledit corps et ledit support. Cela étant, en raison du faible espace parfois disponible sous capot, il n'est pas toujours possible de positionner sur la vanne les orifices de passage permettant de fixer la vanne selon une telle orientation. En effet, la vanne aurait alors un encombrement radial trop important. L'invention se propose de pallier les inconvénients précités et porte à cette fin sur une vanne de circulation d'un fluide comprenant un obturateur mobile et un corps, comprenant une partie en saillie accueillant ledit obturateur, ledit corps étant configuré pour être rapporté sur un support de manière à ce que ladite partie en saillie soit introduite dans un logement dudit support. Selon l'invention, ledit corps est en outre configuré pour permettre une fixation de ladite vanne sur ledit support selon une direction transversale à une direction d'extension longitudinale de ladite partie en saillie. On dispose de la sorte d'une vanne d'encombrement radiale réduit. En effet, par rapport à une vanne à fixation axiale, dont les vis de fixation doivent nécessairement se trouver radialement en dehors de l'encombrement de la partie en saillie accueillant l'obturateur, le choix d'une direction de fixation transversale à ladite direction d'extension longitudinale permet de fixer la vanne sur son support dans un encombrement radial limité. La vanne peut présenter une étanchéité radiale entre la partie en saillie et le support. « radial » s'entend notamment par opposition à « longitudinal ». Parallèlement, l'utilisation d'une étanchéité radiale, c'est-à-dire, d'une étanchéité obtenue par la compression radiale d'un joint, mise en oeuvre au niveau de ladite partie en saillie, permet de disposer d'une solution simple et efficace pour l'étanchéité entre la vanne et son support. Selon différents modes de réalisation de l'invention qui pourront être pris ensemble ou séparément : - ladite vanne comprend un joint d'étanchéité du type joint torique, ladite partie en saillie et ledit joint étant configurés pour assurer ladite étanchéité radiale, - ladite partie en saillie comprend une paroi latérale présentant une gorge accueillant ledit j oint, - ladite direction transversale est orientée dans un plan sensiblement perpendiculaire à ladite direction d'extension longitudinale, - ladite direction transversale est orientée tangentiellement par rapport à ladite partie en saillie, - ladite vanne comprend en outre des moyens de solidarisation permettant une fixation dudit corps sur ledit support selon ladite direction transversale, - lesdits moyens de solidarisation comprennent un orifice ménagé dans ledit corps, en particulier dans ladite partie en saillie, selon ladite direction transversale, - ladite partie en saillie comprend une extrémité proximale et une extrémité distale opposée, ladite vanne étant configuré pour permettre une introduction de ladite partie en saillie dans ledit logement par ladite extrémité distale, - ladite partie en saillie comprend une première zone, destinée à être située dans le logement du support et une seconde zone, destinée à rester en dehors dudit logement du support, - lesdits moyens de solidarisation sont situés au niveau de ladite seconde zone et/ou de ladite extrémité proximale, - ledit corps comprend un logement, en particulier un logement accueillant des organes de transmission cinématique entre un moteur d' entrainement et l'obturateur, ledit logement formant un épaulement, - lesdits moyens de solidarisation sont situés, selon la direction d'extension longitudinale, entre ledit épaulement, d'une part, et, d'autre part, ladite première zone et/ou ladite extrémité distale, - ledit orifice des moyens de solidarisation est orienté pour autoriser une fixation de ladite vanne selon une direction de vissage permettant à un outil de vissage d'échapper à l'épaulement, - ledit corps est configuré pour autoriser une fixation de ladite vanne en porte à faux sur ledit support, - ledit corps comprend une ou des nervures de renforcement, - la ou lesdites nervures sont orientées orthogonalement audit axe d'extension longitudinale, - l'une desdites nervures est formée par ledit épaulement et une autre des nervures est formée à distance dudit épaulement selon la direction d'extension longitudinale, - ladite partie en saillie accueillant ledit obturateur comprend, en particulier au niveau de ladite seconde zone, des projections radiales, notamment destinées à former une entretoise entre une surface d'appui du support et ladite autre nervure, - l'obturateur est mobile en translation le long de la direction d'extension longitudinale ou en rotation autour de la direction d'extension longitudinale,Selon une forme de réalisation préférée, l'obturateur comporte une tige d'actionnement et une tête de soupape prenant appui sur un siège de soupape formé par l'extrémité distale de ladite partie en saillie. Selon des modes de réalisation avantageux, le matériau du joint est choisi parmi un élastomère de FPM (fluorocarboné), de PTFE (polytétrafluoroéthylène) plus connu sous l'appellation commerciale téflon®, et de FPM peroxydé.
L'invention concerne encore un ensemble d'une vanne telle que décrit plus haut et d'une culasse de moteur formant ledit support. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit et qui se rapporte à des exemples détaillés de réalisation, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : - les figures 1 et 2 illustrent en perspective, selon deux angles de vue différents, un exemple de réalisation de la vanne conforme à l'invention, assemblée sur son support, ce dernier étant représenté de façon schématique, - les figures 3 et 4 illustrent en perspective, selon deux angles de vue différents, la vanne des figures 1 et 2, avant assemblage sur son support, - la figure 5 illustre en vue de face, la vanne et le support des figures 1 et 2, le support étant partiellement arraché afin de laisser voir un détail de la vanne, illustré selon un plan de coupe diamétral. Comme illustré aux figures 1 à 4, l'invention concerne une vanne 1 de circulation d'un fluide. Il pourra s'agir d'une vanne de régulation de débit de gaz, en particulier de gaz d'échappement recirculé pour moteur à combustion de véhicule automobile. Ladite vanne 1 comprend un obturateur mobile 2, visible aux figures 2 et 4, et un corps 4 comprenant une partie en saillie 6, accueillant ledit obturateur 2. Ledit corps 4 est configuré pour être rapporté sur un support 8 de manière à ce que ladite partie en saillie 6 soit introduite dans un logement 10 dudit support 8. A la figure 1, l'intérieur dudit support 8 a été schématisé, sans ladite partie en saillie 6, de façon à faire comprendre l'emplacement dudit logement 10. Ledit support 8 comprend, par exemple, une surface 12 d'appui de ladite vanne et une surface 14, ici perpendiculaire, de fixation de la vanne. Ledit logement 10 est prévu débouchant au niveau de ladite surface d'appui 12. Ledit support pourra par ailleurs comporter un orifice taraudé, non-visible, servant à la fixation de la vanne sur ledit support 8. Ledit orifice taraudé ici est situé sur ladite face de fixation 14. Ledit support 8 permet la circulation dudit fluide. Il comprend pour cela, par exemple, un canal d'entrée 16 et un canal de sortie 18. Ledit canal d'entrée 16 est orienté, notamment, de façon radiale par rapport une direction d'extension longitudinale dudit logement 10. Ledit canal de sortie 18 est situé, par exemple, dans le prolongement axiale dudit logement 10. Ledit support 8 est ici illustré de façon particulièrement schématique. Il pourra s'agir, entre autre, d'une culasse du moteur thermique servant à l'entrainement du véhicule équipé de ladite vanne. Ledit corps 4 est, par exemple, en fonderie, notamment d'aluminium ou alliage 30 d'aluminium.
Il comprend une base 20 d'où est issue ladite partie en saillie 6 accueillant l'obturateur 2. Une autre partie en saillie 22 servant à loger un moteur, non-visible, d'entrainement dudit obturateur 2, pourra également être issue de ladite base 20. Ladite base 20 forme un logement ou chambre fermée dans laquelle sont positionnés des organes de transmission cinématique, non visibles, transmettant le mouvement d'un arbre de sortie du moteur à l'obturateur 2. Les organes de transmission cinématique comportent, par exemple, une pignonnerie à roue dentées assemblée de manière connue. On commande de la sorte le degré d'ouverture de l'obturateur. Ledit logement est fermé, par exemple, par un couvercle 21 de ladite vanne, notamment en matière plastique.
Ladite base 20 pourra par ailleurs former un épaulement 24 s'étendant radialement au-delà de la et/ou desdites partie en saillie 6, 22. Ledit épaulement 24 sert, notamment, à la fixation dudit couvercle 21. Ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 s'étend selon une direction d'extension longitudinale D destinée à correspondre à la direction d'extension longitudinale du logement 10 du support 8. Ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 comprend, par exemple, une paroi 26 définissant une cavité intérieure 28 dans laquelle ledit obturateur 2 est monté mobile. Ladite paroi 26 présente une entrée 30 et une sortie 32 pour le fluide, respectivement configurées pour venir en vis-à-vis des canaux d'entrée 16 et de sortie 18 du support 8. Elle permet de la sorte la circulation du fluide dudit canal d'entrée 6 audit canal de sortie 18, à travers ladite cavité intérieure 28, lorsque ledit obturateur 2 est en position ouvert. Ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 présente ici une configuration nervurée. Tel que cela est mieux visible à la figure 4, ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 pourra par ailleurs comprendre une extrémité proximale 34 et une extrémité distale 35 opposée, ladite vanne étant configuré pour permettre une introduction de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 dans ledit logement 10 du support 8 par ladite extrémité distale 35. On constate ici que ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 est située uniquement en partie dans ledit logement 10 du support 8. Elle comprend de la sorte une première zone 36 définissant ladite extrémité distale 35 et destinée à être située dans le logement 10 du support 8 et une seconde zone 38 définissant ladite extrémité proximale 34 et destinée à rester en dehors dudit logement 10 du support 8. Ladite extrémité proximale est ici située à proximité dudit épaulement 24 de la base 20.
Ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 et plus particulièrement sa cavité 28, ainsi que logement 10 dudit support 8, sont, par exemple, cylindriques, ladite direction d'extension longitudinale D de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 étant alors définie par l'axe du cylindre.
Ledit obturateur 2 est configuré pour occuper différentes positions correspondant à différents débits dudit fluide, lesdites positions allant d'une position de fermeture, tel qu'illustré, à une position de débit maximum dans laquelle ledit obturateur 10 a été relevé selon ladite direction d'extension D de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2. Ledit obturateur 2 présente un axe d'actionnement destiné à s'étendre selon la direction d'extension longitudinale D de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2. Plus précisément, ledit obturateur 2 comprend ici une soupape formée d'une tige, non-visible, et d'une tête d'obturation 40 montée en extrémité de la tige. Ladite tige de soupape s'étend selon ladite direction d'extension D pour venir se coupler aux organes de transmission cinématique à une extrémité opposée de ladite tige.
La tête d'obturation 40 vient fermer ou ouvrir la sortie 22 de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 pour bloquer ou autoriser la circulation du fluide en coopérant avec un siège de soupape formé par l'extrémité distale 35 de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2. Ladite tige est, par exemple, mobile en translation selon ladite direction d'extension longitudinale D, ladite vanne comprenant alors des moyens, non-visibles, de conversion du mouvement fourni par lesdits organes de transmission cinématique, en l'occurrence une rotation, en un mouvement de translation. Lesdits moyens sont logés, par exemple, au niveau de ladite seconde zone 38 de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2. Dans une variante, non représentée, la soupape pourra être remplacée par un papillon, une tige d'actionnement du papillon étant alors directement entrainée en rotation autour de son axe par les organes de transmission cinématique. Selon l'invention, ledit corps 4 est en outre configuré pour permettre une fixation de ladite vanne 1 sur ledit support 8 selon une direction T transversale à ladite direction d'extension longitudinale D de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2. Ledit corps 4 est encore configuré pour permettre une étanchéité radiale entre ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 et ledit support 8. On dispose de la sorte d'une solution de fixation simple et limitant l'encombrement de la vanne tout en assurant une étanchéité satisfaisante.
Comme détaillé à la figure 5, ladite vanne 1 comprend, par exemple, un joint d'étanchéité 50 du type joint torique. Ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 et ledit joint torique 50 sont configurés pour assurer ladite étanchéité radiale. Ladite paroi 26 de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 comprend ici pour cela, sur sa surface latérale 51, une gorge 52 accueillant ledit joint torique 50. Ledit joint torique 50 et ladite gorge 52 sont dimensionnés pour permettre une mise en compression du joint à l'introduction de ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 dans ledit logement 8 du support 6. Ledit joint torique 50 et/ou ladite gorge 52 sont situés, selon ladite direction d'extension longitudinale D, au niveau de ladite première zone 36 et à proximité de ladite seconde zone 38.
Autrement dit, ils sont situés à l'extrémité de ladite première zone 36 opposée à ladite extrémité distale 35. Le joint torique 50 est, par exemple, en matériau à base de polymère fluorocarboné FPM, en particulier du FPM peroxydé, et/ou en Téflon® (PTFE). Si l'on se reporte de nouveau aux figures 1 à 4, on constate que ladite direction transversale T est orientée, par exemple, dans un plan sensiblement perpendiculaire à ladite direction d'extension longitudinale D. Par ailleurs, ladite direction transversale T est destinée à être orientée tangentiellement par rapport à ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2, en particulier tangentiellement à ladite seconde zone 38. Ladite vanne pourra en outre comprendre des moyens 60 de solidarisation permettant une fixation dudit corps 4 sur ledit support 8 selon ladite direction transversale T. Ils comprennent, notamment, un orifice 62 ménagé dans ledit corps selon ladite direction transversale T et destiné à être traversé par une vis ou écrou 64. Ladite vis ou ledit écrou 64 n'a pas été illustré figure 3 pour mieux laisser voir ledit orifice 62 desdits moyens de solidarisation. Ledit orifice 62 des moyens de solidarisation est formé, par exemple, dans un manchon 63 issu, ici radialement, de ladite seconde zone 38 et/ou de ladite base 20 du corps 4. Ledit manchon définit à l'une de ses extrémités une surface d'appui 66 pour ladite vis ou écrou 64 et/ou à l'autre de ses extrémités, une surface de contact, non-visible, destinée à venir en vis-à-vis de la surface 14 de fixation du support 8, de préférence plan sur plan. Ledit manchon 63 comprend des nervures 72, formées orthogonalement à ladite direction transversale T.
Ledit orifice 62 des moyens de solidarisation est destiné à être situé dans le prolongement dudit orifice taraudé prévu dans le support 8, pour le vissage de ladite vis ou écrou 64. Il est à noter qu'un tel orifice 62, bien qu'il soit unique, suffit à obtenir une fixation satisfaisante de la vanne 1 sur son support 8. Ledit orifice 62 des moyens de solidarisation est orienté pour autoriser une fixation de ladite vanne selon une direction de vissage permettant à un outil de vissage d'échapper à l'épaulement 24. Autrement dit, comme déjà évoqué en relation avec le positionnement et l'orientation de la direction transversale T de fixation, ledit orifice 62 des moyens de solidarisation est situé, par exemple, tangentiellement par rapport à ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2, en particulier tangentiellement à ladite seconde zone 38, et plus particulièrement encore dans un plan orthogonal à ladite direction d'extension longitudinale D. Il est positionné axialement entre ladite extrémité proximale 34 et ladite première zone 36. Ledit corps 4 est ici configuré pour autoriser une fixation de ladite vanne 1 en porte à faux sur ledit support 8. Ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 pourra en particulier être plus massique que l'autre partie en saillie 22 afin de diminuer le porte à faux. Pour limiter les effets du porte à faux, ledit corps 4 pourra par ailleurs comprendre une ou des nervures de renforcement, notamment orientées orthogonalement audit axe d'extension longitudinale D. L'une desdites nervures est formée par ledit épaulement 24 et une autre 68 des nervures est formée à distance dudit épaulement 24 selon la direction d'extension longitudinale. Elle se raccorde ici à une extrémité angulaire 70 des nervures 72 dudit manchon 63. Une aile de matière 73, ici orthogonale auxdites nervures 24, 68, pourra de plus rejoindre ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 et ladite autre partie en saillie 22. Ladite partie en saillie 6 accueillant ledit obturateur 2 pourra en outre comprendre, en particulier au niveau de ladite seconde zone 38, des projections radiales 74, destiné à former une entretoise entre ladite surface d'appui 12 du support 8 et ladite autre nervure 68. Autrement dit, ladite vanne prend appui sur ledit support 8 grâce auxdites projections radiales 74.

Claims (15)

  1. REVENDICATIONS1.Vanne de circulation d'un fluide comprenant un obturateur (2) mobile et un corps (4), comprenant une partie en saillie (6) accueillant ledit obturateur (2), ledit corps (4) étant configuré pour être rapporté sur un support (8) de manière à ce que ladite partie en saillie (6) soit introduite dans un logement (10) dudit support (8), ledit corps (4) étant en outre configuré pour permettre une fixation de ladite vanne sur ledit support (8) selon une direction (T) transversale à une direction d'extension longitudinale (D) de ladite partie en saillie (6).
  2. 2. Vanne selon la revendication 1, présentant une étanchéité radiale entre ladite partie en saillie (6) et ledit support (8).
  3. 3. Vanne selon la revendication 2, comprenant un joint d'étanchéité (50) du type joint torique, ladite partie en saillie (6) et ledit joint (50) étant configurés pour assurer ladite étanchéité radiale.
  4. 4. Vanne selon la revendication 3, dans laquelle ladite partie en saillie (6) comprend une paroi latérale (51) présentant une gorge (52) accueillant ledit joint (50).
  5. 5. Vanne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle ladite direction transversale (T) est orientée dans un plan sensiblement perpendiculaire à ladite direction d'extension longitudinale (D).
  6. 6. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ladite direction transversale (T) est orientée tangentiellement par rapport à ladite partie en saillie (6).
  7. 7. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre des moyens (60) de solidarisation permettant une fixation dudit corps (4) sur ledit support (8) selon ladite direction transversale (T).
  8. 8. Vanne selon la revendication 7, dans laquelle lesdits moyens (60) de solidarisation comprennent un orifice (62) ménagé dans ledit corps (4) selon ladite direction transversale (T).
  9. 9. Vanne selon la revendication 8, dans lequel ladite partie en saillie (6) comprend une première zone (36), destinée à être située dans le logement (10) du support (8), et une seconde zone (38), destinée à rester en dehors dudit logement (10) du support (8), lesdits moyens (60) de solidarisation étant situés au niveau de ladite seconde zone (38).
  10. 10. Vanne selon la revendication 9, dans laquelle ledit corps (4) comprend un logement formant un épaulement (24) et lesdits moyens (60) de solidarisation sont situés, selon la direction d'extension longitudinale, entre ledit épaulement (24) et ladite première zone (36).
  11. 11. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit corps (4) est configuré pour autoriser une fixation de ladite vanne en porte à faux sur ledit support (8).
  12. 12. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit corps (4) comprend une ou des nervures de renforcement (24, 68).
  13. 13. Vanne selon la revendication 12, dans laquelle la ou lesdites nervures (24, 68) sont orientées orthogonalement audit axe d'extension longitudinale (D).
  14. 14. Vanne selon la revendication 13, dans laquelle l'une desdites nervures est formée par ledit épaulement (24) et une autre (68) des nervures est formée à distance dudit épaulement (24) selon la direction d'extension longitudinale (D).
  15. 15. Ensemble d'une vanne (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes et d'une culasse de moteur formant ledit support (8).
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