FR3065508B1 - Dispositif d'entrainement en rotation et vanne de circulation de fluide le comprenant - Google Patents

Dispositif d'entrainement en rotation et vanne de circulation de fluide le comprenant Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'entrainement en rotation (30), notamment destiné à être intégré dans une vanne pour un moteur de véhicule automobile, le dispositif comprend : - une couronne dentée (32) mobile en rotation autour d'un axe de rotation (A), - un moyeu (34) entrainé en rotation par la couronne dentée (32), et - un élément élastique (38) conformé pour transmettre un couple de transmission entre la couronne dentée (32) et le moyeu (34) lorsque le couple de transmission est inférieur à un couple prédéterminé et conformé pour transmettre le couple de transmission en se déformant élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé de sorte à absorber le sur-couple de transmission.

Description

Dispositif d’entrainement en rotation et vanne de circulation de fluide le comprenant L’invention a pour objet un dispositif d’entrainement en rotation, notamment destiné à être intégré dans une vanne pour un moteur de véhicule automobile. L’invention se rapporte également à une vanne de circulation de fluide comprenant un tel dispositif d’entrainement en rotation. L’invention concerne également un procédé d’assemblage d’un tel dispositif d’entrainement en rotation.
En particulier, le domaine de la présente invention est celui des équipements pour l'alimentation du moteur, notamment les vannes de recirculation de gaz d’échappement qui participent au fonctionnement des moteurs à combustion.
Il est connu des vannes de circulation de fluide, par exemple pour la recirculation de gaz d’échappement, comportant un corps présentant un conduit de passage du fluide, un obturateur, par exemple une soupape, un arbre de commande de l’obturateur s’étendant longitudinalement selon un axe et libre en translation selon Taxe longitudinal et un organe d'entraînement en translation dudit arbre de commande.
La translation de la soupape permettant de régler le débit de fluide circulant dans le conduit, on dit que l’obturateur forme un organe de régulation fluidique. L’obturateur est monté mobile entre deux positions extrêmes et est entraîné entre les deux positions extrêmes par un moteur d’entraînement via l’organe d’entraînement. En particulier, l’organe d’entraînement convertit le mouvement de rotation du moteur d’entrainement en mouvement de translation de l’arbre de commande de l’obturateur.
La vanne de circulation de fluide comprend également un système de réduction, comprenant par exemple des engrenages, disposé au niveau de l’arbre de transmission du moteur d’entrainement. Lorsque l’obturateur atteint Tune de ses deux positions extrêmes, encore appelées butées, l’arrêt brusque qui en résulte crée un choc sur les dentures des engrenages. Ces chocs peuvent accélérer l’usure des dentures voire les endommager.
La présente invention vise à remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif d’entrainement en rotation, notamment destiné à être intégré dans une vanne pour un moteur de véhicule automobile, permettant d’amortir les chocs générés lors de l’ouverture et de la fermeture de la vanne, tout en assurant un positionnement relatif correct des engrenages du système de réduction. A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif d’entrainement en rotation, notamment destiné à être intégré dans une vanne pour un moteur de véhicule automobile, le dispositif comprend : une couronne dentée mobile en rotation autour d’un axe de rotation, un moyeu entraîné en rotation par la couronne dentée, et un élément élastique conformé pour transmettre un couple de transmission entre la couronne dentée et le moyeu lorsque le couple de transmission est inférieur à un couple prédéterminé et conformé pour transmettre le couple de transmission en se déformant élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé de sorte à absorber le sur-couple de transmission.
Avantageusement, un dispositif d’entrainement en rotation selon l’invention permet un amortissement des chocs générés lors de l’ouverture maximale et de la fermeture de la vanne dans laquelle le dispositif d’entrainement en rotation est intégré.
En outre, un dispositif d’entrainement en rotation selon l’invention permet d’assurer un positionnement relatif correct de la couronne dentée et du moyeu.
De façon avantageuse, un dispositif d’entrainement en rotation selon l’invention permet d’éviter un surdimensionnement de la couronne dentée et du moyeu au sein du dispositif d’entrainement en rotation, et ainsi une réduction des dimensions de la vanne de circulation de fluide dans laquelle le dispositif d’entrainement en rotation est intégré.
De plus, un tel dispositif d’entrainement en rotation permet de prendre en compte les dispersions dimensionnelles entre les pièces de l’assemblage ainsi que l’évolution dans le temps des dimensions, en raison de l’usure ou des dilatations thermiques différentielles.
Le dispositif d’entrainement en rotation selon l’invention peut également comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons possibles : l’élément élastique comprend au moins un élément filaire ; et/ou le couple prédéterminé est supérieur ou égal à 0,50 N.m, de préférence supérieur ou égal à 0,70 N.m ; et/ou l’élément élastique est compris dans un plan sensiblement orthogonal à l’axe de rotation de la couronne dentée ; et/ou l’élément élastique comprend une pluralité d’éléments filaires, chaque élément filaire étant compris dans un plan sensiblement orthogonal à l’axe de rotation de la couronne dentée ; et/ou la couronne dentée comprend une cavité centrée sur l’axe de rotation, le moyeu est agencé dans la cavité de la couronne dentée ; et/ou la cavité de la couronne dentée forme un orifice traversant centré sur l’axe de rotation, le moyeu étant agencé dans l’orifice traversant de la couronne dentée ; et/ou la cavité de la couronne dentée est de forme sensiblement cylindrique, notamment à base circulaire, et le moyeu est de forme sensiblement cylindrique creuse, notamment à base circulaire ; et/ou la couronne dentée comprend au moins une paroi s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de rotation et longitudinalement selon l’axe de rotation, et une extrémité du moyeu comprend au moins une ouverture agencée autour de l’axe de rotation sur un secteur angulaire dépourvu de paroi de la couronne dentée ; et/ou la couronne dentée comprend une pluralité de parois, chaque paroi s’étendant sur un secteur angulaire autour de Taxe de rotation et longitudinalement selon Taxe de rotation, et le moyeu comprend une pluralité d’ouvertures, chaque ouverture étant agencée sur un secteur angulaire autour de Taxe de rotation entre deux parois consécutives de la couronne dentée ; et/ou une ouverture du moyeu est délimitée par deux portions de parois, chaque portion de paroi délimitant une ouverture du moyeu comprend une échancrure de maintien s’étendant depuis la portion de paroi dans une direction opposée à l’ouverture et conformé pour maintenir axialement l’élément élastique par rapport à Taxe de rotation ; et/ou la couronne dentée comprenant au moins une paroi s’étendant sur un secteur angulaire autour de Taxe de rotation et longitudinalement selon Taxe de rotation, et une extrémité du moyeu comprend au moins une ouverture agencée autour de Taxe de rotation sur un secteur angulaire dépourvu de paroi de la couronne dentée, dans lequel l’élément élastique comprend une première et une deuxième sections, et dans lequel lorsque le couple de transmission est inférieur au couple prédéterminé, la au moins une paroi de la couronne dentée et la au moins une paroi délimitant la au moins une ouverture du moyeu sont conformées pour coopérer avec les première et deuxième sections de l’élément élastique, et lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé, la au moins une paroi de la couronne dentée est conformée pour coopérer avec la première section de l’élément élastique et la au moins une paroi délimitant la au moins une ouverture du moyeu est conformée pour coopérer avec la deuxième section de l’élément élastique ; et/ou l’élément élastique a une forme générale de U ; et/ou l’élément élastique a une forme générale sensiblement symétrique par rapport à un plan contenant Taxe de rotation ; et/ou le ou chaque élément élastique comprend au moins une section courbe et/ou des sections droites ; et/ou le moyeu comprend une cavité, l’élément élastique comprend une première et une deuxième portions en forme générale de U, chaque portion comprenant une première et une deuxième extrémités, et une troisième portion de forme générale courbe comprenant une première et une deuxième extrémités, et dans lequel chaque extrémité de la troisième portion est reliée à la première extrémité des première et deuxième portions, la deuxième extrémité des première et deuxième portions étant libre ; et/ou la troisième portion est de forme générale complémentaire à la forme de la cavité du moyeu ; et/ou l’élément élastique comprend une quatrième portion de forme générale courbe comprenant une première et une deuxième extrémités, chaque extrémité de la quatrième portion est reliée à la deuxième extrémité des première et deuxième portions ; et/ou la quatrième portion est de forme générale complémentaire à la forme de la cavité du moyeu ; et/ou l’élément élastique comprend une première portion sensiblement fixe lors d’un mouvement relatif entre la couronne dentée et le moyeu, et une deuxième portion conformée pour se déformer élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé ; et/ou la au moins une paroi délimitant la au moins une ouverture du moyeu est conformée pour coopérer avec la deuxième portion de l’élément élastique, la première portion de l’élément élastique comprend une première et une deuxième sections, la au moins une paroi de la couronne dentée est conformée pour coopérer avec la deuxième section de la première portion de l’élément élastique, et lorsque le couple de transmission est inférieur au couple prédéterminé, la au moins une paroi de la couronne dentée et la au moins une paroi délimitant la au moins une ouverture du moyeu sont conformées pour coopérer avec la première section de la première portion de l’élément élastique, et lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé, la au moins une paroi de la couronne dentée est conformée pour coopérer avec la première section de la première portion de l’élément élastique ; et/ou la première portion a une forme générale de U comprenant une première et une deuxième extrémités, et la deuxième portion comprenant une première et une deuxième extrémités, la première extrémité de la première portion étant reliée à la première extrémité de la deuxième portion, les deuxièmes extrémités des première et deuxième portions étant libres ; et/ou la première portion de l’élément élastique comprend au moins une section courbe et/ou des sections droites, et la deuxième portion de l’élément élastique comprend au moins une section courbe et/ou des sections droites ; et/ou la couronne dentée comprend au moins un ergot de positionnement de forme sensiblement complémentaire à la forme d’une portion de l’élément élastique s’étendant longitudinalement selon l’axe de rotation et formant butée pour l’élément élastique lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé ; et/ou le au moins un ergot de positionnement de la couronne dentée a une forme générale courbe ; et/ou la couronne dentée comprend une pluralité d’ergots de positionnement, chaque ergot de positionnement étant de forme sensiblement complémentaire à la forme d’une portion de l’élément élastique s’étendant longitudinalement selon l’axe de rotation et formant butée pour l’élément élastique lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé ; et/ou le ou chaque ergot de positionnement de la couronne dentée est agencé autour de l’axe de rotation sur un secteur angulaire dépourvu de paroi de la couronne dentée ; et/ou la couronne dentée comprend des dentures coniques ; et/ou la couronne dentée comprend des dentures droites ; et/ou la couronne dentée est réalisée en matériau plastique ou métallique ; et/ou l’élément élastique est réalisé en matériau métallique ; et/ou l’élément élastique comprend un élément filaire présentant une section transversale circulaire ; et/ou le moyeu est réalisé en matériau plastique ou en matériau métallique, par exemple en acier ; et/ou comprenant également un moteur électrique comprenant un arbre de transmission s’étendant transversalement, notamment perpendiculairement, à Taxe de rotation, le moteur électrique étant configuré pour entraîner en rotation la couronne dentée autour de Taxe de rotation ; et/ou le couple prédéterminé est le couple de transmission maximal du moteur électrique, dit couple de transmission nominal entre la couronne dentée et le moyeu ; et/ou le moteur électrique est du type à courant continu ; et/ou le moteur électrique est du type sans balai ; et/ou le moteur électrique est un moteur pas à pas. L’invention a également pour objet une vanne de circulation de fluide comprenant : - un corps de vanne délimitant un conduit de circulation de fluide, - un obturateur mobile entre une position d’ouverture permettant le passage du fluide dans le conduit et une position de fermeture empêchant le passage du fluide dans le conduit, et - un dispositif d’entrainement en rotation selon l’invention, dans lequel l’obturateur est fixé au moyeu du dispositif d’entrainement en rotation de sorte que le moyeu est configuré pour actionner l’obturateur.
Avantageusement, une vanne de circulation de fluide selon l’invention permet de limiter les chocs générés lors de l’ouverture et de la fermeture de la vanne, la déformation et les frottements entre les éléments permettant de dissiper l’énergie du choc. Le couple appliqué sur les dentures lors d’un choc est ainsi limité.
De façon avantageuse, une vanne de circulation de fluide selon l’invention présente des dimensions réduites par rapport aux vannes de circulation de fluide selon l’art antérieur.
De plus, une telle vanne de circulation de fluide permet une prise en compte de l’usure des pièces du dispositif d’entrainement en rotation, notamment en permettant l’absorption de la dispersion entre la couronne dentée et le moyeu.
Selon un premier mode de réalisation de la vanne de circulation de fluide selon l’invention, l’obturateur est une soupape mobile en translation entre la position d’ouverture et la position de fermeture selon l’axe de rotation du moyeu, l’obturateur étant fixé au moyeu du dispositif d’entrainement en rotation de sorte que le moyeu est configuré pour permettre l’entrainement en translation de l’obturateur.
La vanne de circulation de fluide selon le premier mode de réalisation de l’invention comprend un organe d’entrainement, configuré pour transformer le mouvement de rotation du dispositif d’entrainement en rotation en un mouvement de translation de l’obturateur.
Selon un deuxième mode de réalisation de la vanne de circulation de fluide selon l’invention, l’obturateur est mobile en rotation entre la position d’ouverture et la position de fermeture, l’obturateur étant lié au moyeu du dispositif d’entrainement en rotation de sorte que le moyeu est configuré pour permettre l’entrainement en rotation de l’obturateur.
Dans la vanne de circulation de fluide selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, l’obturateur peut être un volet.
La vanne de circulation de fluide selon les premiers et deuxième modes de réalisation de l’invention est du type vanne de recirculation des gaz d’échappement, notamment du type haute pression. L’invention a également pour objet un procédé d’assemblage d’un dispositif d’entrainement en rotation comprenant : - une étape de fourniture, dans laquelle une couronne dentée, un moyeu et un élément élastique du dispositif d’entrainement en rotation selon l’invention sont fournis, - une étape d’insertion, dans laquelle le moyeu est inséré dans la cavité de la couronne dentée de sorte que le moyeu soit maintenu dans la couronne dentée, et - une étape d’assemblage, dans laquelle la couronne dentée, le moyeu et l’élément élastique sont assemblés de sorte que l’élément élastique est conformé pour transmettre un couple de transmission entre la couronne dentée et le moyeu lorsque le couple de transmission est inférieur à un couple prédéterminé et conformé pour transmettre le couple de transmission en se déformant élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé de sorte à absorber le sur-couple de transmission.
Selon un mode de réalisation, le moyeu comprenant au moins une ouverture délimitée par une première et une deuxième portions de parois, chaque portion de paroi comprenant au moins un orifice s’étendant depuis la portion de paroi dans une direction opposée à l’ouverture, l’étape d’assemblage du procédé d’assemblage d’un dispositif d’entrainement en rotation selon l’invention comprend une étape d’insertion, dans laquelle l’élément élastique est inséré dans l’orifice de la première portion de paroi et inséré en force dans l’orifice de la deuxième portion de paroi. D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des modes de réalisation donné à titre d’exemples non limitatifs et illustrés, accompagnée des figures ci-dessous : la figure 1 est une vue schématique en coupe d’une vanne de circulation de fluide selon l’invention, la figure 2 est une vue de dessus d’un dispositif d’entrainement en rotation selon un premier mode de réalisation de l’invention, la figure 3 est une vue en perspective d’un dispositif d’entrainement en rotation selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, la figure 4 est une vue de dessus du dispositif d’entrainement en rotation de la figure 3, les figures 5 et 6 sont des vues de dessus d’un dispositif d’entrainement en rotation selon un troisième mode de réalisation de l’invention, la figure 7 est une vue latérale d’un dispositif d’entrainement en rotation selon un mode de réalisation de l’invention, et la figure 8 est un organigramme des étapes du procédé d’assemblage d’un dispositif d’entrainement en rotation selon un mode de réalisation de l’invention.
Sur les différentes figures, les éléments analogues sont désignés par des références identiques. En outre, les différents éléments ne sont pas nécessairement représentés à l’échelle afin de présenter une vue permettant de faciliter la compréhension de l’invention. L’invention concerne une vanne de circulation de fluide pour un véhicule automobile. La figure 1 illustre une telle vanne 10 de circulation de fluide, ici une vanne à soupape configurée pour régler le débit de gaz d'échappement recirculés à l’admission d'un moteur.
La vanne de circulation de fluide peut être du type vanne de recirculation des gaz d’échappement. Dans l’exemple décrit, la vanne est du type « haute pression », c'est-à-dire que les gaz d’échappement sont recirculés entre un point du circuit d’échappement situé en amont de la turbine d’un turbocompresseur, et un point du circuit d’admission du moteur situé en aval du compresseur.
La vanne 10 de circulation de fluide comprend un corps de vanne 12 présentant un conduit 14 de passage du fluide et un organe de régulation fluidique, par exemple un obturateur 16, monté mobile entre deux positions extrêmes. Dans le cas d’une vanne à soupape, l’obturateur est mobile en translation entre les deux positions extrêmes. Dans le cas d’une vanne à volet, l’obturateur peut être mobile en rotation entre les deux positions extrêmes.
Une des positions extrêmes de l’organe de régulation fluidique correspond à une position où le conduit 14 de la vanne 10 est totalement ouvert et permet de laisser passer les gaz d’échappement, et l’autre position extrême de l’organe de régulation fluidique correspond à une position où le conduit 14 de la vanne 10 est totalement fermé bloquant ainsi le passage des gaz. Autrement dit, l’obturateur 16 est mobile entre une position d’ouverture de la vanne, dite première position, permettant le passage du fluide dans le conduit et une position de fermeture de la vanne, dite deuxième position, empêchant le passage du fluide dans le conduit 14. L’organe de régulation fluidique est entraîné entre les deux positions par un moteur d’entraînement 18.
Le moteur d’entraînement 18 est par exemple un moteur électrique de type à courant continu. Le moteur électrique peut être du type sans balai, ou un moteur du type pas à pas. Le moteur électrique comprend un arbre de transmission 20 ayant un mouvement de rotation autour d’un axe de rotation noté (y) sur la figure 1. L’obturateur 16 est monté sur un arbre de commande 22 s’étendant longitudinalement selon un axe noté (z) sur la figure 1, l’axe (z) étant sensiblement orthogonal à l’axe (y). L’obturateur 16 peut être de type rotatif, par exemple un volet libre en rotation autour de l’axe (z). Comme représenté sur la figure 1, l’obturateur 16 peut être de type linéaire, par exemple une soupape libre en translation le long de l’axe (z). Plus précisément, dans le cas de la vanne à soupape, l’arbre de commande 22 est mis en mouvement de translation, entraînant l’obturateur 16, par le moteur électrique via un organe d’entraînement 24. L’organe d’entrainement 24 est configuré pour convertir un mouvement de rotation en mouvement de translation de l’arbre de commande 22.
La vanne 10 de circulation de fluide peut également comprendre un capteur de position destiné à détecter la position de l’organe de régulation fluidique. Par exemple, dans le cas d’une vanne à soupape telle qu’illustrée sur la figure 1, le capteur de position est un capteur de position linéaire, et dans le cas d’une vanne à volet, le capteur de position est un capteur de position angulaire.
Afin de permettre un amortissement des chocs générés lors de l’ouverture et de la fermeture de la vanne, la vanne 10 de circulation de fluide comprend un dispositif d’entrainement en rotation 30.
Des modes de réalisation d’un dispositif d’entrainement en rotation 30 selon l’invention sont représentés sur les figures 2 à 6.
Le dispositif d’entrainement en rotation 30 comprend une couronne dentée 32 et un moyeu 34.
La couronne dentée 32 est mobile en rotation autour d’un axe de rotation, noté A sur les figures 2 à 6.
La couronne dentée 32 peut être réalisée en matériau plastique ou en matériau métallique.
La couronne dentée 32 peut comprendre une cavité 36 centrée sur l’axe de rotation A. La cavité 36 de la couronne dentée 32 peut être de forme sensiblement cylindrique, notamment à base circulaire. Autrement dit, selon une section du dispositif d’entrainement en rotation 30 dans un plan orthogonal à l’axe de rotation A, la cavité 36 de la couronne dentée 32 peut avoir une forme générale sensiblement circulaire, comme représenté sur les figures 2 à 6.
La cavité 36 de la couronne dentée 32 peut former un orifice traversant centré sur l’axe de rotation A, comme représenté sur les figures 2 à 6. Autrement dit, selon une section du dispositif d’entrainement en rotation 30 dans un plan orthogonal à l’axe de rotation A, le moyeu 34 peut avoir une forme générale sensiblement annulaire, comme représenté sur les figures 2 à 6. Le moyeu 32 peut être de forme sensiblement cylindrique creuse, notamment à base circulaire. Autrement dit, le moyeu 32 peut comprendre une cavité centrée sur l’axe de rotation A. La cavité du moyeu 34 peut former un orifice traversant centré sur l’axe de rotation A, comme représenté sur les figures 2 à 6.
Le moyeu 34 est entraîné en rotation par la couronne dentée 32. En particulier, le moyeu 34 est agencé dans la cavité de la couronne dentée 32. Le moyeu peut être agencé dans l’orifice traversant de la couronne dentée, lorsque la cavité de la couronne dentée 32 forme un orifice traversant.
Avantageusement, le centrage de la couronne dentée sur le moyeu permet d’assurer le positionnement correct de la denture de la couronne dentée par rapport à l’axe de rotation du moteur électrique.
Le moyeu 34 peut être réalisé en matériau plastique ou en matériau métallique, par exemple en acier.
Le dispositif d’entrainement en rotation 30 selon l’invention comprend un élément élastique 38 conformé pour transmettre un couple de transmission entre la couronne dentée 32 et le moyeu 34 lorsque le couple de transmission est inférieur à un couple prédéterminé et conformé pour transmettre le couple de transmission en se déformant élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé de sorte à absorber le sur-couple de transmission. Le sur-couple de transmission correspond à la différence entre le couple de transmission entre la couronne dentée 32 et le moyeu 34 et le couple prédéterminé.
Par exemple, les figures 2, 3 et 5 représentent des dispositifs d’entrainement en rotation 30 lorsque le couple de transmission est inférieur à un couple prédéterminé, et les figures 4 et 6 représentent des dispositifs d’entrainement en rotation 30 lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé. En effet, l’élément élastique 38 sur les figures 4 et 6 est déformé de manière à absorber le sur-couple de transmission.
En particulier, les flèches représentées sur la figure 4 représentent le mouvement de l’élément élastique 38 lors de la déformation élastique dudit élément élastique 38 lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé. De plus, les lignes représentées en pointillés sur la figure 4 illustrent la rotation de la couronne dentée 32 par rapport au moyeu 34 lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé.
En particulier, l’élément élastique 38 permet de transmettre le mouvement de rotation de la couronne dentée 32 au moyeu 34 lorsque le couple de transmission est inférieur à un couple prédéterminé, et de transmettre le mouvement de rotation de la couronne dentée 32 au moyeu 34 en se déformant élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé.
Le dispositif d’entrainement en rotation peut également comprendre un moteur électrique comprenant un arbre de transmission s’étendant transversalement, notamment perpendiculairement, à Taxe de rotation A. Le moteur électrique est configuré pour entraîner en rotation la couronne dentée 32 autour de Taxe de rotation A. En particulier, le couple prédéterminé peut être le couple de transmission maximal du moteur électrique, dit couple de transmission nominal entre la couronne dentée 32 et le moyeu 34. Le couple de transmission nominal est le couple de transmission entre la couronne dentée et le moyeu lors du fonctionnement normal de la vanne, c’est à dire lorsque l’obturateur effectue une course entre les positions extrêmes d’ouverture et de fermeture de la vanne, sans atteindre ces positions extrêmes.
Le couple prédéterminé peut être supérieur ou égal à 0,50 N.m, de préférence supérieur ou égal à 0,70 N.m. L’élasticité introduite dans la chaîne cinématique de commande permet de limiter le couple appliqué sur les dentures en cas de choc sur l’obturateur, ce qui limite l’usure et le risque d’endommagement des dentures. L’élément élastique 38 peut être réalisé en matériau métallique.
De façon avantageuse, le dispositif d’entrainement en rotation selon l’invention permet d’assurer un positionnement relatif correct de la couronne dentée et du moyeu. En outre, l’élasticité de l’élément élastique permet de réduire les contraintes mécaniques appliquées sur la couronne dentée et le moyeu lors des chocs générés par l’ouverture ou la fermeture de la vanne, et ainsi permet de réduire l’usure de la couronne dentée et du moyeu. En effet, l’élément élastique est disposé de sorte à ne se déformer élastiquement qu’à partir d’un certain couple, le couple prédéterminé, et ainsi pour ne pas se déformer en usage normal de la vanne. A cette fin, un effort de pré-contrainte est appliqué sur l’élément élastique. Ainsi, tant que le couple appliqué entre la couronne dentée et l’obturateur est inférieur au couple correspondant à cette pré-contrainte, il ne se produit aucune déformation de l’élément élastique. Si le couple appliqué entre la couronne dentée et l’obturateur dépasse la valeur correspondant à l’effort de pré-contrainte, l’élément élastique se déforme élastiquement.
La couronne dentée 32 peut comprendre des dentures coniques ou des dentures droites. Avantageusement, une couronne dentée à dentures coniques permet une bonne maîtrise de l’entraxe, ce qui permet un assemblage du dispositif d’entrainement en rotation plus aisé et l’utilisation de pièces plus simples et moins coûteuses. L’élément élastique 38 peut comprendre un ou une pluralité d’éléments filaires. Un élément filaire est un élément longiligne présentant une longueur supérieure aux dimensions de sa section transversale, quelle que soit la forme de sa section transversale. En particulier, la section transversale peut présenter une forme circulaire, oblongue, rectangulaire, carrée, ou même plate. L’élément filaire peut être rectiligne, torsadé ou ondulé. L’élément élastique 38 peut comprendre un élément filaire présentant une section transversale circulaire. L’élément élastique 38 peut être compris dans un plan sensiblement orthogonal à l’axe de rotation A de la couronne dentée 32. En particulier, lorsque l’élément élastique comprend une pluralité d’éléments filaires, chaque élément filaire peut être compris dans un plan sensiblement orthogonal à l’axe de rotation A de la couronne dentée 32. L’élément élastique 38 peut avoir une forme générale sensiblement symétrique par rapport à un plan contenant l’axe de rotation A. L’élément élastique 38 peut comprendre une ou une pluralité de sections courbes et/ou droites.
La couronne dentée 32 peut comprendre une ou une pluralité de parois 40, chaque paroi s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de rotation A et longitudinalement selon l’axe de rotation A. Par exemple, comme représenté sur les figures 2 à 6, la couronne dentée 32 comprend deux parois 40
Une extrémité du moyeu 34 peut comprendre une ou une pluralité d’ouvertures 42, chaque ouverture étant agencée autour de l’axe de rotation A sur un secteur angulaire dépourvu de paroi 40 de la couronne dentée 32. En particulier, chaque ouverture 42 du moyen 34 peut être agencée sur un secteur angulaire autour de l’axe de rotation A entre deux parois 40 consécutives de la couronne dentée 32. Par exemple, comme représenté sur les figures 2 à 6, le moyeu 34 comprend deux ouvertures 42.
En général, la couronne dentée comprend autant de parois que le moyeu comprend d’ouvertures.
Comme représenté sur la figure 7, une ouverture 42 du moyeu 34 peut être délimitée par deux portions de parois 44. Chaque portion de paroi 44 délimitant une ouverture 42 du moyeu 34 peut comprendre une échancrure de maintien 84 s’étendant depuis la portion de paroi 44 dans une direction opposée à l’ouverture 42. Une échancrure de maintien 84 est conformée pour maintenir axialement l’élément élastique 38 par rapport à l’axe de rotation A.
Selon un premier mode de réalisation, notamment représenté sur la figure 2, l’élément élastique 38 comprend une première section 46 et une deuxième section 48. Par exemple, l’élément élastique peut avoir une forme générale de U, chaque branche de la forme générale de U formant une section. L’élément élastique peut comprendre deux portions courbes formant les branches de la forme générale de U ou peut comprendre, comme représenté sur la figure 2, trois portions rectilignes disposées de sorte à former un U, les deux portions rectilignes reliées par la troisième portion rectiligne 50 formant les première et deuxième sections 46, 48.
La couronne dentée 32 comprend une paroi 40 et le moyeu 34 comprend une ouverture 42 délimitée par deux portions de paroi 44.
Lorsque le couple de transmission est inférieur au couple prédéterminé, comme représenté sur la figure 2, la paroi 40 de la couronne dentée 32 et une paroi 44 délimitant l’ouverture 42 du moyeu 34 sont conformées pour coopérer avec les première et deuxième sections 46, 48 de l’élément élastique 38.
Lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé, la paroi de la couronne dentée est conformée pour coopérer avec la première section de l’élément élastique et une paroi délimitant l’ouverture du moyeu est conformée pour coopérer avec la deuxième section de l’élément élastique.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’entrainement en rotation peut comprendre deux éléments élastiques tels que décrits dans le premier mode de réalisation. En particulier, la couronne dentée comprend deux parois et le moyeu comprend deux ouvertures délimitées par deux portions de paroi.
De façon similaire au premier mode de réalisation, pour chaque élément élastique, lorsque le couple de transmission est inférieur au couple prédéterminé, une paroi de la couronne dentée et une paroi délimitant une ouverture du moyeu sont conformées pour coopérer avec les première et deuxième sections d’un élément élastique, et lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé, une paroi de la couronne dentée est conformée pour coopérer avec la première section de l’élément élastique et une paroi délimitant une ouverture du moyeu est conformée pour coopérer avec la deuxième section d’un élément élastique.
Selon un deuxième mode de réalisation, notamment représenté sur les figures 3 et 4, l’élément élastique 38 comprend une première portion 46 et une deuxième portion 48 en forme générale de U. Chaque portion 46, 48 comprend une première extrémité, notées respectivement 52 et 54, et une deuxième extrémité notées respectivement 56 et 58. L’élément élastique 38 comprend une troisième portion 60 de forme générale courbe comprenant une première extrémité 62 et une deuxième extrémité 64. Chaque extrémité 62, 64 de la troisième portion 60 est reliée à la première extrémité 52, 54 des première et deuxième portions 46,48. La deuxième extrémité 56, 58, des première et deuxième portions 46, 48 est libre. Autrement dit, la deuxième extrémité 56, 58, des première et deuxième portions 46, 48 est non reliée à une autre extrémité de portion.
La troisième portion 60 de l’élément élastique 38 peut être de forme générale complémentaire à la forme de la cavité du moyeu 34. Autrement dit, la troisième portion 60 de l’élément élastique 38 peut s’étendre sur un secteur angulaire de la cavité du moyeu.
De façon similaire au premier mode de réalisation, comme représenté sur la figure 3, lorsque le couple de transmission est inférieur au couple prédéterminé, la paroi 40 de la couronne dentée et une paroi 44 délimitant l’ouverture 42 du moyeu 34 sont conformées pour coopérer avec les première et deuxième sections 46, 48 de l’élément élastique 38.
Comme représenté sur la figure 4, lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé, la paroi 40 de la couronne dentée 32 est conformée pour coopérer avec la première section 46 de l’élément élastique 38 et une paroi 44 délimitant l’ouverture 42 du moyeu 34 est conformée pour coopérer avec la deuxième section 48 de l’élément élastique 38.
Selon un troisième mode de réalisation, non représenté, l’élément élastique décrit dans le deuxième mode de réalisation peut comprendre une quatrième portion de forme générale courbe comprenant une première extrémité et une deuxième extrémité. Chaque extrémité de la quatrième portion est reliée à la deuxième extrémité des première et deuxième portions. L’élément élastique définit ainsi une courbe fermée. La quatrième portion de l’élément élastique peut être de forme générale complémentaire à la forme de la cavité du moyeu. Autrement dit, la quatrième portion de l’élément élastique peut s’étendre sur un secteur angulaire de la cavité du moyeu. L’élément élastique du troisième mode de réalisation a un fonctionnement similaire à celui du deuxième mode de réalisation.
Selon un quatrième mode de réalisation, notamment représenté sur les figures 5 et 6, l’élément élastique 38 comprend une première portion 66 et une deuxième portion 68. La première portion 66 est sensiblement fixe lors d’un mouvement relatif entre la couronne dentée 32 et le moyeu 34. La première portion de l’élément élastique peut comprendre une première 70 section et une deuxième section 72. La deuxième portion 68 est conformée pour se déformer élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé.
La couronne dentée 32 comprend deux parois 40 et le moyeu 34 comprend une ouverture 42 délimitée par deux portions de paroi 44.
Comme représenté sur les figures 5 et 6, une paroi 44 délimitant l’ouverture 42 du moyeu 34 peut être conformée pour coopérer avec la deuxième portion 68 de l’élément élastique 38.
Une paroi 40 de la couronne dentée 32 est conformée pour coopérer avec la deuxième section 72 de la première portion 66 de l’élément élastique 38, comme représenté sur les figures 5 et 6.
Lorsque le couple de transmission est inférieur au couple prédéterminé, comme représenté sur la figure 5, une paroi 40 de la couronne dentée 32 et une paroi 44 délimitant l’ouverture 42 du moyeu 34 sont conformées pour coopérer avec la première section 70 de la première portion 66 de l’élément élastique 38.
Comme représenté sur la figure 6, lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé, une paroi 40 de la couronne dentée 32 est conformée pour coopérer avec la première section 70 de la première portion 66 de l’élément élastique 38.
Autrement dit, une déformation de l’élément élastique permet un décalage angulaire du moyeu autour de l’axe de rotation, et par conséquent un décalage angulaire de l’ouverture du moyeu autour de l’axe de rotation.
La première portion 66 de l’élément élastique 38 peut avoir une forme générale de U. La première portion 66 de l’élément élastique 38 peut comprendre une première extrémité 74 et une deuxième extrémité 76. La deuxième portion 68 de l’élément élastique 38 peut comprendre une première extrémité 78 et une deuxième extrémité 80.
Comme représenté sur les figures 5 et 6, la première extrémité 74 de la première portion 66 est reliée à la première 78 extrémité de la deuxième portion 68. Les deuxièmes extrémités 76, 80 des première et deuxième portions 66, 68 sont libres.
Les première et deuxième portions de l’élément élastique 38 peuvent comprendre une ou une pluralité de sections courbes et/ou droites. Par exemple, sur les figures 5 et 6, la première portion 66 de l’élément élastique 38 comprend quatre sections rectilignes et la deuxième portion 68 de l’élément élastique 38 comprend trois sections rectilignes.
La couronne dentée 32 peut comprendre un ou une pluralité d’ergots de positionnement 82, notamment visible sur les figures 3 et 4. Un ergot de positionnement 82 peut s’étendre longitudinalement selon l’axe de rotation A. Un ergot de positionnement 82 peut être de forme sensiblement complémentaire à la forme d’une portion de l’élément élastique, par exemple une portion en forme générale de U. Un ergot de positionnement 82 peut avoir une forme générale courbe.
Un ergot de positionnement 82 peut former butée pour l’élément élastique 38 lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé.
En outre, un ergot de positionnement 82 permet de maintenir l’élément élastique 38 radialement, c’est-à-dire dans une direction radiale par rapport à Taxe de rotation A.
En général, la couronne dentée comprend autant d’ergot de positionnement que l’élément élastique comprend de portions en forme générale de U.
Un ergot de positionnement 82 peut être agencé autour de Taxe de rotation A sur un secteur angulaire dépourvu de paroi 40 de la couronne dentée 32. Autrement dit, lorsque la couronne dentée 32 comprend une paroi 40, l’ergot de positionnement 82 est positionné au niveau de l’ouverture 42 entre les deux extrémités de la paroi 40, et lorsque la couronne dentée 32 comprend au moins deux parois 40, un ergot de positionnement 82 est positionné entre deux parois 40 consécutives. L’invention se rapporte également à un procédé d’assemblage d’un dispositif d’entrainement en rotation tel que décrit précédemment.
La figure 8 illustre un organigramme des étapes du procédé d’assemblage d’un dispositif d’entrainement en rotation.
Le procédé comprend une étape de fourniture S10 dans laquelle une couronne dentée, un moyeu et un élément élastique du dispositif d’entrainement en rotation tel que décrit précédemment sont fournis.
Le procédé comprend une étape d’insertion S20 dans laquelle le moyeu est inséré dans la cavité de la couronne dentée de sorte que le moyeu soit maintenu dans la couronne dentée.
Le procédé comprend une étape d’assemblage S30 dans laquelle la couronne dentée, le moyeu et l’élément élastique sont assemblés de sorte que l’élément élastique est conformé pour transmettre un couple de transmission entre la couronne dentée et le moyeu lorsque le couple de transmission est inférieur à un couple prédéterminé et conformé pour transmettre le couple de transmission en se déformant élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé de sorte à absorber le sur-couple de transmission. L’étape d’assemblage S30 peut comprendre une étape d’insertion S32 dans laquelle l’élément élastique est inséré dans l’orifice de la première portion de paroi et inséré en force dans l’orifice de la deuxième portion de paroi.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS E Dispositif d’entrainement en rotation (30), notamment destiné à être intégré dans une vanne pour un moteur de véhicule automobile, le dispositif comprend : une couronne dentée (32) mobile en rotation autour d’un axe de rotation (A), un moyeu (34) entraîné en rotation par la couronne dentée (32), et un élément élastique (38) comprenant au moins un élément filaire, l’élément élastique (38) étant conformé pour transmettre un couple de transmission entre la couronne dentée (32) et le moyeu (34) lorsque le couple de transmission est inférieur à un couple prédéterminé et conformé pour transmettre le couple de transmission en se déformant élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé de sorte à absorber le sur-couple de transmission, dans lequel le moyeu comprend une cavité, l’élément élastique comprend une première et une deuxième portions en forme générale de U, chaque portion comprenant une première et une deuxième extrémités, et une troisième portion de forme générale courbe comprenant une première et une deuxième extrémités, et dans lequel chaque extrémité de la troisième portion est reliée à la première extrémité des première et deuxième portions, la deuxième extrémité des première et deuxième portions étant libre.
  2. 2. Dispositif d’entrainement en rotation selon Tune des revendications précédentes, dans lequel l’élément élastique (38) est compris dans un plan sensiblement orthogonal à l’axe de rotation (A) de la couronne dentée (32).
  3. 3. Dispositif d’entrainement en rotation selon Tune des revendications précédentes, la couronne dentée (32) comprenant au moins une paroi (40) s’étendant sur un secteur angulaire autour de l’axe de rotation (A) et longitudinalement selon l’axe de rotation (A), et une extrémité du moyeu (34) comprend au moins une ouverture (42) agencée autour de l’axe de rotation (A) sur un secteur angulaire dépourvu de paroi (40) de la couronne dentée (32), dans lequel l’élément élastique (38) comprend une première et une deuxième sections (46, 48), et dans lequel lorsque le couple de transmission est inférieur au couple prédéterminé, la au moins une paroi (40) de la couronne dentée (32) et la au moins une paroi (44) délimitant la au moins une ouverture (42) du moyeu (34) sont conformées pour coopérer avec les première et deuxième sections (46, 48) de l’élément élastique (38), et lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé, la au moins une paroi (40) de la couronne dentée (32) est conformée pour coopérer avec la première section (46) de l’élément élastique (38) et la au moins une paroi (44) délimitant la au moins une ouverture (42) du moyeu (34) est conformée pour coopérer avec la deuxième section (48) de l’élément élastique (38).
  4. 4. Dispositif d’entrainement en rotation selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel l’élément élastique (38) comprend : une première portion (66) sensiblement fixe lors d’un mouvement relatif entre la couronne dentée (32) et le moyeu (34), et une deuxième portion (68) conformée pour se déformer élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé.
  5. 5. Dispositif d’entrainement en rotation selon la revendication 4, dans lequel la première portion (66) a une forme générale de U comprenant une première et une deuxième extrémités (74, 76), et la deuxième portion (68) comprenant une première et une deuxième extrémités (78, 80), la première extrémité (74) de la première portion (66) étant reliée à la première extrémité (78) de la deuxième portion (68), les deuxièmes extrémités (76, 80) des première et deuxième portions (66, 68) étant libres.
  6. 6. Dispositif d’entrainement en rotation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couronne dentée (32) comprend au moins un ergot de positionnement (82) de forme sensiblement complémentaire à la forme d’une portion de l’élément élastique (38) s’étendant longitudinalement selon l’axe de rotation (A) et formant butée pour l’élément élastique (38) lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé.
  7. 7. Dispositif d’entrainement en rotation selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la couronne dentée (32) comprend des dentures coniques.
  8. 8. Dispositif d’entrainement en rotation selon la revendication précédente, comprenant également un moteur électrique comprenant un arbre de transmission s’étendant transversalement, notamment perpendiculairement, à l’axe de rotation (A), le moteur électrique étant configuré pour entraîner en rotation la couronne dentée (32) autour de l’axe de rotation (A), et dans lequel le couple prédéterminé est le couple de transmission maximal du moteur électrique, dit couple de transmission nominal entre la couronne dentée (32) et le moyeu (34).
  9. 9. Vanne de circulation de fluide (10) comprenant : un corps de vanne (12) délimitant un conduit (14) de circulation de fluide, un obturateur (16) mobile entre une position d’ouverture permettant le passage du fluide dans le conduit (14) et une position de fermeture empêchant le passage du fluide dans le conduit (14), et un dispositif d’entrainement en rotation (30) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel l’obturateur (16) est fixé au moyeu du dispositif d’entrainement en rotation de sorte que le moyeu (34) est configuré pour actionner l’obturateur (16).
  10. 10. Vanne de circulation de fluide selon la revendication 10, dans laquelle la vanne (10) est du type vanne de recirculation des gaz d’échappement, notamment du type haute pression.
  11. 11. Procédé d’assemblage d’un dispositif d’entrainement en rotation comprenant : une étape de fourniture (S 10), dans laquelle une couronne dentée, un moyeu et un élément élastique du dispositif d’entrainement en rotation selon l’une des revendications 1 à 8 sont fournis, une étape d’insertion (S20), dans laquelle le moyeu est inséré dans la cavité de la couronne dentée de sorte que le moyeu soit maintenu dans la couronne dentée, et une étape d’assemblage (S30), dans laquelle la couronne dentée, le moyeu et l’élément élastique sont assemblés de sorte que l’élément élastique est conformé pour transmettre un couple de transmission entre la couronne dentée et le moyeu lorsque le couple de transmission est inférieur à un couple prédéterminé et conformé pour transmettre le couple de transmission en se déformant élastiquement lorsque le couple de transmission est supérieur ou égal au couple prédéterminé de sorte à absorber le sur-couple de transmission.
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