FR3020110A1

FR3020110A1 - FLUID CIRCULATION VALVE

Info

Publication number: FR3020110A1
Application number: FR1453603A
Authority: FR
Inventors: Michael Sanches; Guillaume Davoult
Original assignee: Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Current assignee: Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2014-04-22
Publication date: 2015-10-23
Anticipated expiration: 2034-04-22
Also published as: WO2015162380A1; CN106460680B; CN106460680A; EP3134630A1; EP3134630B1; FR3020110B1

Abstract

L'invention concerne une vanne de circulation de fluide comportant un corps présentant un conduit de passage du fluide, un volet obturateur du conduit, un actionneur du volet, l'actionneur étant libre en rotation et comportant un ressort (42) de torsion, et un organe d'entrainement en rotation de l'actionneur, caractérisé en ce que la vanne comprend des moyens de positionnement (424) du ressort (42).The invention relates to a fluid circulation valve comprising a body having a fluid passage duct, a flap shutter of the duct, an actuator of the flap, the actuator being free to rotate and comprising a torsion spring (42), and a drive member in rotation of the actuator, characterized in that the valve comprises positioning means (424) of the spring (42).

Description

VANNE DE CIRCULATION DE FLUIDE La présente invention concerne le domaine des vannes de circulation de fluide, et plus précisément une vanne de circulation de fluide pour véhicule automobile comportant un actionneur avec ressort de rappel. La vanne selon l'invention est plus particulièrement destinée à des applications en tant que vanne doreuse de gaz d'admission de moteurs à combustion interne, qu'ils soient à essence ou Diesel. Elle trouve aussi ses applications en tant que vanne de recirculation de gaz d'échappement ou vanne EGR (pour Exhaust Gaz Recirculation selon la terminologie anglaise). D'autres applications de la vanne conforme à l'invention sont également possibles sans sortir du cadre de l'invention. Il est déjà connu des actionneurs, et par exemple des actionneurs de vannes de circulation de fluide, fonctionnant selon une cinématique réversible. Ces actionneurs ou arbres de commande utilisent comme élément de retour dans leur position d'équilibre un ressort de torsion lié à un secteur denté ou à une roue dentée. Ce ressort comporte une partie fixe, qui est en butée dans une fente ou sur un plot, et une partie mobile liée au secteur dentée ou la roue dentée. Généralement ces actionneurs ou arbres de commande sont disposés dans un environnement complexe ou espace restreint, et par exemple dans le corps d'une vanne d'un véhicule automobile comme décrit dans la demande FR2992046. Un inconvénient avec ce type de dispositif provient du fait que dans de tels environnements, plusieurs éléments jouant le rôle de butée de la partie fixe sont présents. La partie fixe du ressort ne va ainsi pas être en butée sur la butée ou dans la fente initialement prévue pour un bon positionnement du ressort. Le bon positionnement du ressort est important pour garantir le bon angle de tarage et donc le bon couple de rappel de la cinématique de l'actionneur. Un mauvais positionnement influence donc le couple de rappel qui n'est plus aussi efficace que ce qu'il devrait l'être.The present invention relates to the field of fluid circulation valves, and more specifically to a fluid circulation valve for a motor vehicle comprising an actuator with return spring. The valve according to the invention is more particularly intended for applications as an intake gas gland valve of internal combustion engines, whether they are gasoline or diesel. It also finds its applications as an exhaust gas recirculation valve or EGR valve (for Exhaust Gas Recirculation according to the English terminology). Other applications of the valve according to the invention are also possible without departing from the scope of the invention. It is already known actuators, and for example actuators of fluid circulation valves, operating in a reversible kinematics. These actuators or control shafts use as a return element in their equilibrium position a torsion spring connected to a toothed sector or to a gear wheel. This spring comprises a fixed portion, which abuts in a slot or a stud, and a movable portion connected to the toothed sector or the toothed wheel. Generally these actuators or control shafts are arranged in a complex environment or restricted space, and for example in the body of a valve of a motor vehicle as described in the application FR2992046. A disadvantage with this type of device comes from the fact that in such environments, several elements acting as stop of the fixed part are present. The fixed part of the spring will not be in abutment on the abutment or in the slot initially provided for a good positioning of the spring. The correct positioning of the spring is important to ensure the correct tare angle and therefore the good restoring torque of the kinematics of the actuator. Incorrect positioning therefore influences the booster torque which is not as effective as it should be.

Pour cela, la présente invention propose une vanne de circulation de fluide comportant un corps présentant un conduit de passage du fluide, un volet obturateur du conduit, un actionneur du volet, l'actionneur étant libre en rotation et comportant un ressort de torsion, et un organe d'entrainement en rotation de l'actionneur, la vanne comprenant des moyens de positionnement du ressort. L'invention présente ainsi l'avantage de permettre de guider le ressort jusqu'à une position fonctionnelle dans laquelle la première extrémité du ressort, et donc le ressort également, permet un fonctionnement optimum de la vanne. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement sont formés par une rampe permettant de guider une première extrémité du ressort jusqu'à sa position fonctionnelle. Selon un mode de réalisation de l'invention, la rampe est formée par une glissière ou rainure. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement de la première extrémité du ressort sont creusés dans la fonderie du corps de la vanne. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement de la première extrémité du ressort sont adaptés à la taille de la première extrémité du ressort.For this purpose, the present invention proposes a fluid circulation valve comprising a body having a fluid passage duct, a shutter shutter of the duct, an actuator of the flap, the actuator being free to rotate and comprising a torsion spring, and a member for rotating the actuator, the valve comprising spring positioning means. The invention thus has the advantage of allowing the spring to be guided to a functional position in which the first end of the spring, and thus the spring, also allows optimum operation of the valve. According to one embodiment of the invention, the positioning means are formed by a ramp for guiding a first end of the spring to its functional position. According to one embodiment of the invention, the ramp is formed by a slide or groove. According to one embodiment of the invention, the positioning means of the first end of the spring are dug in the foundry of the body of the valve. According to one embodiment of the invention, the positioning means of the first end of the spring are adapted to the size of the first end of the spring.

Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement de la première extrémité du ressort débouchent au niveau d'une butée d'arrêt radiale de la première extrémité du ressort. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement de la première extrémité du ressort sont disposés tout autour du ressort.According to one embodiment of the invention, the positioning means of the first end of the spring open at a radial stop stop of the first end of the spring. According to one embodiment of the invention, the positioning means of the first end of the spring are arranged all around the spring.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la largeur des moyens de positionnement de la première extrémité du ressort diminue progressivement jusqu'à la butée d'arrêt radiale. L'invention concerne également un véhicule automobile comportant une vanne selon l'invention.According to one embodiment of the invention, the width of the positioning means of the first end of the spring gradually decreases to the radial stop stop. The invention also relates to a motor vehicle comprising a valve according to the invention.

D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite, ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un exemple de réalisation d'une vanne de circulation de fluide conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue, en perspective de l'actionneur de la vanne selon l'invention, - la figure 3 est une vue d'une partie de la vanne selon l'invention, - La figure 4 est une vue des moyens de positionnement du ressort de la vanne selon l'invention. Comme illustré sur la figure 1, l'invention concerne une vanne avec actionneur comportant des moyens de positionnement d'un ressort. L'actionneur est également appelé arbre de commande.Other objects, features and advantages of the invention will be better understood and will appear more clearly on reading the description given hereinafter with reference to the appended figures given by way of example and in which: FIG. 1 is a view in axial section of an exemplary embodiment of a fluid circulation valve according to the invention; FIG. 2 is a perspective view of the actuator of the valve according to the invention, FIG. 3 is a view of a portion of the valve according to the invention, FIG. 4 is a view of the positioning means of the spring of the valve according to the invention. As illustrated in FIG. 1, the invention relates to a valve with an actuator comprising means for positioning a spring. The actuator is also called the control shaft.

Selon un mode de réalisation, l'actionneur est un actionneur de vanne de circulation de fluide, notamment pour véhicule automobile. Plus précisément, la vanne est une vanne de réglage du débit de gaz d'admission d'un moteur thermique, et en particulier une vanne doreuse pour moteur diesel. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'actionneur est, par exemple, en métal, notamment en acier inoxydable. La vanne est une vanne bien connue de l'homme du métier et est par exemple telle que celle décrite dans la demande de brevet FR2992046. Notamment, la vanne comprend un corps 2 à l'intérieur duquel est ménagé un conduit 3 de circulation du fluide. Le corps 2 est ici destiné à être monté, par l'intermédiaire de raccords, sur une ligne d'admission du moteur de manière à ce que la partie des gaz circulant dans cette dérivation traverse le conduit et soit dirigée vers le moteur pour participer à la combustion. Les raccords et la ligne d'admission n'ont pas été représentés, étant bien connus en eux-mêmes.According to one embodiment, the actuator is a fluid circulation valve actuator, in particular for a motor vehicle. More specifically, the valve is an intake gas flow control valve of a heat engine, and in particular a gold valve for a diesel engine. According to one embodiment of the invention, the actuator is, for example, metal, especially stainless steel. The valve is a valve well known to those skilled in the art and is for example such as that described in the patent application FR2992046. In particular, the valve comprises a body 2 inside which is formed a conduit 3 for circulating the fluid. The body 2 is here intended to be mounted, by means of connections, on an engine intake line so that the portion of the gases flowing in this branch passes through the duct and is directed towards the engine to participate in the engine. combustion. The connections and the intake line have not been shown, being well known in themselves.

Dans le corps 2 de la vanne 1, sont reçus l'actionneur 4, libre en rotation avec, solidaire de celui-ci, un volet 5 permettant d'obturer le conduit 3 en fonction de la position angulaire de l'actionneur 4, comme illustré par la flèche 20 tournant autour de l'axe longitudinal A de l'actionneur 4.In the body 2 of the valve 1, are received the actuator 4, free in rotation with, integral with it, a flap 5 for closing the duct 3 according to the angular position of the actuator 4, as illustrated by the arrow 20 rotating around the longitudinal axis A of the actuator 4.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'actionneur4 est lié en rotation au volet d'obturation 5 par des organes de fixation 14, ici par exemple un système vis-écrous, ou autres, ce qui permet au volet de pouvoir tourner avec l'arbre entre deux positions extrêmes. Une des positions totalement ouverte, comme sur la figure 1, laisse passer le fluide, et l'autre, non illustrée, bloque son passage, le volet étant alors appliqué contre la paroi latérale du conduit 3. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend des moyens de liaison 6, 7 pivot entre ledit corps 2 et l'actionneur 4. L'actionneur4 peut ainsi pivoter librement autour de l'axe A, par un ajustement glissant prévu entre l'arbre et les moyens de liaison.According to one embodiment of the invention, the actuator 4 is connected in rotation to the shutter 5 by fasteners 14, here for example a screw-nut system, or others, which allows the shutter to be able to rotate with the tree between two extreme positions. One of the fully open positions, as in FIG. 1, lets the fluid pass, and the other, not shown, blocks its passage, the shutter being then applied against the side wall of the duct 3. According to one embodiment of the invention, In the invention, the valve comprises connecting means 6, 7 pivot between said body 2 and the actuator 4. The actuator 4 can thus pivot freely about the axis A, by a sliding adjustment provided between the shaft and the means of link.

L'extrémité de l'actionneur, qualifiée de supérieure 12 débouche vers l'extérieur du corps 2 de la vanne 1 pour être reliée à un organe d'entrainement 21 en rotation dudit arbre de commande 4. Comme cela est illustré sur la figure 2, selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'entrainement 21 est, par exemple, un secteur denté 22 comprenant une partie centrale 24 centré sur l'actionneur 4 et une excroissance radiale 26, formant un secteur d'angle légèrement supérieur au débattement angulaire du volet et munie de dents d'engrenage 28. Si l'on se reporte de nouveau à la figure 1, on constate que le secteur denté 22 est ici lié en rotation à une roue de renvoie 30 libre en rotation par rapport au corps 2 autour d'un axe d'articulation 32 parallèle à l'axe longitudinal A de l'arbre de commande 4. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend, un moteur électrique, non illustré, notamment un moteur pas à pas. Le moteur électrique engrène sur un grand pignon 36 de la roue de renvoi 30 tandis que le secteur denté 22 engrène sur un petit pignon 37 de cette dernière. L'actionnement du moteur entraine de la sorte une rotation de la roue de renvoie 30 qui entraine à son tour une rotation du secteur denté 22 et donc du volet 5 par l'intermédiaire de l'arbre de commande 4.The end of the actuator, described as upper 12 opens outwardly of the body 2 of the valve 1 to be connected to a drive member 21 in rotation of said control shaft 4. As shown in Figure 2 according to one embodiment of the invention, the drive member 21 is, for example, a toothed sector 22 comprising a central portion 24 centered on the actuator 4 and a radial protrusion 26, forming a corner sector slightly greater than the angular deflection of the flap and provided with gear teeth 28. Referring back to FIG. 1, it can be seen that the toothed sector 22 is here rotatably connected to a rotational free return wheel 30 relative to the body 2 about an axis of articulation 32 parallel to the longitudinal axis A of the control shaft 4. According to one embodiment of the invention, the valve comprises an electric motor, not shown, in particular a stepping motor. The electric motor meshes with a large pinion 36 of the idler wheel 30 while the toothed sector 22 meshes with a small pinion 37 of the latter. The actuation of the motor thus causes a rotation of the return wheel 30 which in turn causes rotation of the toothed sector 22 and therefore of the flap 5 via the control shaft 4.

Selon un mode de réalisation de l'invention, l'organe d'entrainement 21, la roue intermédiaire 30 et/ou ledit moteur sont positionnés dans un logement 38 de la vanne fermé par un couvercle 40. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend au moins un ressort de torsion 42 permettant de positionner le volet 5 dans une position de repos, ici une position ouverte. Par position de repos, on entend une position prise lorsque le moteur de la vanne n'est pas actionné. Comme illustré sur la figure 3, une première extrémité 421 du ressort 42 prend appui sur le corps 2, et une deuxième extrémité 422 du ressort prend appui sur l'organe d'entrainement 21, au niveau d'une fente 46 illustrée figure 2. Le ressort 42 est centré, notamment, sur l'axe longitudinal A. La fente 46 accueille ainsi la deuxième extrémité 422 du ressort 42, illustré figure 1. La fente 46 traverse axialement la paroi 50 de l'organe d'entrainement 21. La fente 46 est orientée, par exemple, selon un secteur d'angle, centré sur axe longitudinal A de l'actionneur 4. La fente 46 définit ainsi une position d'accrochage du ressort 42. La première extrémité 421 du ressort 42 est ainsi en appui sur le corps 2 de la vanne. Cette première extrémité 421 est également appelée extrémité fixe par opposition à la deuxième extrémité 422 qui est entrainée par l'organe d'entrainement 21. En effet, cette première extrémité 421 du ressort 42 n'est pas entrainée en rotation par l'organe d'entrainement 21. La première extrémité 421 du ressort 42 est en appuie sur un moyen, d'arrêt radial, du corps 2.According to one embodiment of the invention, the drive member 21, the intermediate wheel 30 and / or said motor are positioned in a housing 38 of the valve closed by a cover 40. According to one embodiment of the invention, In the invention, the valve comprises at least one torsion spring 42 for positioning the flap 5 in a rest position, here an open position. By position of rest, one hears a position taken when the motor of the valve is not actuated. As illustrated in FIG. 3, a first end 421 of the spring 42 bears on the body 2, and a second end 422 of the spring bears against the drive member 21, at the level of a slot 46 illustrated in FIG. The spring 42 is centered, in particular, on the longitudinal axis A. The slot 46 thus accommodates the second end 422 of the spring 42, illustrated in FIG. 1. The slot 46 passes axially through the wall 50 of the drive member 21. slot 46 is oriented, for example, along a sector of angle, centered on the longitudinal axis A of the actuator 4. The slot 46 thus defines an attachment position of the spring 42. The first end 421 of the spring 42 is thus in position. support on the body 2 of the valve. This first end 421 is also called fixed end in opposition to the second end 422 which is driven by the drive member 21. Indeed, this first end 421 of the spring 42 is not rotated by the body member. 21. The first end 421 of the spring 42 is pressed against a radial stop means of the body 2.

Selon un mode de réalisation de l'invention, ce moyen d'arrêt 423 est une butée, et par exemple un plot, contre lequel bute la première extrémité 421 du ressort 42. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, ce moyen d'arrêt 423 est une fente, non illustrée, dans laquelle s'insère la première extrémité 421 du ressort 42. Afin que la première extrémité 421 du ressort 42 soit dans une position correcte, quelque soit sa position de départ lors du montage de la vanne, la vanne selon l'invention comporte des moyens de positionnement 424 du ressort illustrés figure 4. Plus précisément, ces moyens 424 permettent de guider la première extrémité 421 du ressort 42 jusqu'à sa position fonctionnelle. On entend par position fonctionnelle, la position dans laquelle la première extrémité 421 du ressort 42, et donc le ressort 42 également, le fonctionnement de la vanne est optimum. Comme expliqué précédemment, le bon positionnement du ressort est important pour garantir le bon angle de tarage et donc le bon couple de rappel de la cinématique de l'actionneur. Un mauvais positionnement influence donc le couple de rappel qui n'est plus aussi efficace que ce qu'il devrait l'être. Ainsi, lorsque la première extrémité 421 du ressort 42 est correctement positionnée, le ressort 42 joue son rôle auprès de l'organe de l'entrainement 21 en le ramenant dans sa position de repos. Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de positionnement 424 sont formés par une rampe creusée dans la fonderie du corps 2 de la vanne. Plus précisément, cette rampe est formée par une glissière ou rainure.According to one embodiment of the invention, this stop means 423 is a stop, and for example a stud, against which the first end 421 of the spring 42 abuts. According to another embodiment of the invention, this means stop 423 is a slot, not shown, in which the first end 421 of the spring 42 is inserted. In order for the first end 421 of the spring 42 to be in a correct position, whatever its starting position when mounting the valve, the valve according to the invention comprises positioning means 424 of the spring illustrated in Figure 4. More specifically, these means 424 guide the first end 421 of the spring 42 to its operative position. By functional position is meant the position in which the first end 421 of the spring 42, and therefore the spring 42 also, the operation of the valve is optimum. As explained above, the correct positioning of the spring is important to ensure the correct tare angle and therefore the good restoring torque of the kinematics of the actuator. Incorrect positioning therefore influences the booster torque which is not as effective as it should be. Thus, when the first end 421 of the spring 42 is correctly positioned, the spring 42 plays its role near the body of the drive 21 by returning it to its rest position. According to one embodiment of the invention, the positioning means 424 are formed by a ramp dug in the casting of the body 2 of the valve. More specifically, this ramp is formed by a slide or groove.

La forme de la rampe 424 est adaptée à la taille de la première extrémité 421 du ressort 42. La rampe 424 permet ainsi à la première extrémité 421 du ressort de glisser ou coulisser jusqu'à la butée qui va l'arrêter. La rampe 424 guide le ressort jusqu'à la butée d'arrêt. La rampe 424 débouche ainsi au niveau de la butée d'arrêt.The shape of the ramp 424 is adapted to the size of the first end 421 of the spring 42. The ramp 424 thus allows the first end 421 of the spring to slide or slide to the stop which will stop it. Ramp 424 guides the spring to the stop. The ramp 424 thus opens at the stop stop.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la rampe 424 est disposée tout autour du ressort 42. Selon un mode de réalisation de l'invention, la largeur de la rampe 424 diminue progressivement jusqu'à la butée d'arrêt. Ces moyens de positionnement 424 garantissent un chemin direct à l'extrémité du ressort jusqu'à la butée qui permet le bon positionnement du ressort 42. Il n'y a ainsi plus aucune butée supplémentaire sur le chemin de la première extrémité 421 du ressort 42 qui pourrait empêcher son bon positionnement. Selon un mode de réalisation de l'invention, la vanne comprend une cible de capteur 66. Il s'agit, par exemple, d'un aimant plat décrit dans la demande FR2992046. Une telle vanne est plus particulièrement destinée à des applications en tant que vanne doreuse de gaz d'admission de moteurs à combustion interne, qu'ils soient à essence ou Diesel. Elle trouve aussi ses applications en tant que vanne de recirculation de gaz d'échappement ou vanne EGR (pour Exhaust Gaz Recirculation selon la terminologie anglaise). D'autres applications de la vanne conforme à l'invention sont également possibles sans sortir du cadre de l'invention. La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.According to one embodiment of the invention, the ramp 424 is arranged all around the spring 42. According to one embodiment of the invention, the width of the ramp 424 gradually decreases to the stop stop. These positioning means 424 ensure a direct path at the end of the spring to the stop which allows the correct positioning of the spring 42. There is thus no additional stop in the path of the first end 421 of the spring 42 which could prevent its good positioning. According to one embodiment of the invention, the valve comprises a sensor target 66. It is, for example, a flat magnet described in the application FR2992046. Such a valve is more particularly intended for applications as a throttle valve intake gas of internal combustion engines, whether gasoline or diesel. It also finds its applications as an exhaust gas recirculation valve or EGR valve (for Exhaust Gas Recirculation according to the English terminology). Other applications of the valve according to the invention are also possible without departing from the scope of the invention. The scope of the present invention is not limited to the details given above and allows embodiments in many other specific forms without departing from the scope of the invention. Therefore, the present embodiments should be considered by way of illustration, and may be modified without departing from the scope defined by the claims.

Claims

REVENDICATIONS1. Fluid circulation valve comprising a body (2) having a conduit (3) for the passage of the fluid, a shutter (5) shutter of the conduit (3), an actuator (4) of the flap (5), the actuator being free in rotation and comprising a torsion spring, and a member (21) for rotating the actuator (4), characterized in that the valve comprises positioning means (424) of the spring (42).

2. Valve according to claim 1, wherein the positioning means (424) are formed by a ramp (424) for guiding a first end (421) of the spring (42) to its operative position.

3. Valve according to claim 2, wherein the ramp (424) is formed by a slide or groove.

4. Valve according to one of claims 1 to 3, wherein the positioning means (424) of the first end of the spring are hollowed in the casting of the body (2) of the valve.

5. Valve according to one of claims 1 to 4, wherein the positioning means (424) of the first end of the spring are adapted to the size of the first end (421) of the spring (42).

6. Valve according to one of claims 1 to 5, wherein the positioning means (424) of the first end of the spring open at a radial stop (423) of the first end (421) of the spring ( 42).

7. Valve according to one of claims 1 to 6, wherein the positioning means of the first end of the spring (424) are arranged all around the spring (42).

8. Valve according to one of claims 1 to 7, wherein the width of the positioning means (424) of the first end of the spring gradually decreases to the radial stop stop (423).

Motor vehicle comprising a valve according to one of claims 1 to 8.