FR3131619A1 - Corps de vanne et actionneur comportant un tel corps de vanne - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un corps de vanne (100) pour un actionneur électromécanique dans un véhicule, comprenant un conduit de gaz (102) s’étendant à travers le corps de vanne (100) suivant un axe X, un conduit pour liquide ou fluide (120) s’étendant à travers le corps de vanne (100) suivant un axe Y, le conduit pour liquide ou fluide (120) comportant deux extrémités (108a, 108b), un premier conduit externe (124a) raccordé à la première extrémité (108a) du conduit pour liquide ou fluide (120) et un second conduit externe (124b) raccordé à la seconde extrémité (108b) du conduit pour liquide ou fluide (120), au moins une des deux extrémités (108a, 108b) du conduit pour liquide ou fluide (120) comprend un élément de renfort (122). La présente invention concerne également un actionneur électromécanique comprenant un tel corps de vanne (100). Figure pour l’abrégé : Figure 1

Description

CORPS DE VANNE ET ACTIONNEUR COMPORTANT UN TEL CORPS DE VANNE
La présente invention se rapporte, de manière générale, à un corps de vanne et un actionneur comportant un tel corps de vanne.
Les véhicules automobiles sont, de façon conventionnelle, pourvus d’un corps de vanne pour l’admission et le recyclage d’air ou de gaz. Le corps de vanne peut être pourvu d’un conduit pour liquide ou fluide. De façon conventionnelle, le conduit pour liquide ou fluide est utilisé dans un corps de vanne pour permettre la dissipation de chaleur ou l’absorption de chaleur dans le système du groupe motopropulseur du véhicule. Le conduit pour liquide ou fluide comprend essentiellement deux ouvertures pour le raccordement de conduits externes. En général, les corps de vannes sont moulés sous pression à partir d’aluminium avec une épaisseur minimale. L’épaisseur minimale requiert un corps de vanne avec des extrémités opposées d’un conduit pour liquide ou fluide. Une force opposée est, de façon conventionnelle, appliquée au niveau d’extrémités opposées non coaxiales ou désaxées. Cependant, l’espace occupé par le conduit pour liquide ou fluide et les conduits représente une contrainte. Plusieurs améliorations ont été proposées en relation avec le problème susmentionné.
La publication US20150267622A1 divulgue un corps de vanne pour un moteur à combustion interne pourvu d’un circuit de conditionnement. Toutefois, le circuit de circulation de liquide de refroidissement comprend un circuit en L qui comporte un mécanisme complexe et occupe un plus grand espace.
La publication US2008313898A1 divulgue un corps de vanne en magnésium et un procédé de fabrication de celui-ci. Un corps de vanne avec des conduits le long du même axe est divulgué mais pour un corps de vanne en magnésium. De plus, l’agencement est différent et ne convient pas pour un corps de vanne composé d’un métal autre que le magnésium. En outre, l’agencement ne serait pas approprié pour une épaisseur minimale, une force opposée étant essentielle pour la fixation de conduits.
Par conséquent, il est nécessaire de concevoir un conduit pour liquide ou fluide qui occupe un espace moindre, et un conduit pour liquide ou fluide ayant une structure qui soit capable de fournir une force opposée pour l’insertion de conduits dans un corps de vanne à épaisseur minimale. Un autre objectif de l’invention est de fournir une force opposée pour adapter des conduits externes sur un conduit pour liquide ou fluide de manière coaxiale pour un corps de vanne à épaisseur minimale.
À cette fin, la présente invention concerne un corps de vanne pour un actionneur électromécanique de véhicule automobile, comprenant un conduit de gaz s’étendant à travers le corps de vanne suivant un axe X, un conduit pour liquide ou fluide s’étendant à travers le corps de vanne suivant un axe Y, le conduit pour liquide ou fluide comportant deux extrémités, un premier conduit externe raccordé à la première extrémité du conduit pour liquide ou fluide et un second conduit externe raccordé à la seconde extrémité du conduit pour liquide ou fluide, au moins une des deux extrémités du conduit pour liquide ou fluide comprend un élément de renfort.
Selon un aspect de l’invention, la direction d’extension du conduit pour liquide ou fluide est parallèle à la direction d’extension du conduit de gaz.
Selon une caractéristique de l’invention, au moins une partie du premier conduit externe et au moins une partie du second conduit externe sont coaxiales le long de l’axe Y du corps de vanne.
Selon un aspect de l’invention, le corps de vanne est moulé sous haute pression avec l’élément de renfort.
Selon une caractéristique de l’invention, l’élément de renfort est une pluralité de nervures de renforcement.
Selon l’invention, la pluralité de nervures de renforcement est formée à proximité d’au moins l’une des deux extrémités du conduit pour liquide ou fluide.
Selon un aspect de l’invention, la pluralité de nervures de renforcement est distribuée angulairement autour de la première extrémité et/ou la seconde extrémité du conduit pour liquide ou fluide.
Selon l’invention, la pluralité de nervures de renforcement converge vers la première extrémité et/ou la seconde extrémité du conduit pour liquide ou fluide en direction de l’axe Y.
Selon une caractéristique de l’invention, le premier conduit externe et le second conduit externe sont emmanchés à force respectivement dans la première extrémité et la seconde extrémité.
L’invention se rapporte également à un actionneur électromécanique comprenant un corps de vanne selon l’une des caractéristiques précitées, un volet mobile monté sur un arbre, un moteur électrique et un mécanisme d’engrenage monté cinématiquement entre le moteur et le volet.
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés :
la est une représentation schématique d’une vue isométrique depuis un côté du corps de vanne ;
la est une représentation schématique d’une vue isométrique depuis un côté opposé du corps de vanne ;
la est une représentation schématique en coupe du corps de vanne ;
la représente un actionneur comprenant un corps de vanne selon l’invention.
Il est à noter que les figures divulguent l’invention d’une manière suffisamment détaillée pour sa mise en œuvre, lesdites figures aidant à mieux définir l’invention au besoin. L’invention ne devrait cependant pas être limitée au mode de réalisation divulgué dans la description.
Comme illustré sur la , un corps de vanne est divulgué sous un aspect de la présente invention. L’invention concerne plus particulièrement un corps de vanne 100 pour un actionneur électromécanique. Le corps de vanne 100 comprend un conduit de gaz 102 qui s’étend à travers le corps de vanne 100 suivant un axe X. Le gaz peut être un gaz recyclé, un gaz d’échappement ou un gaz purifié. Le corps de vanne 100 est pourvu d’un conduit pour liquide ou fluide 120 qui s’étend à travers le corps de vanne 100 suivant un axe Y. Le conduit pour liquide ou fluide 120 comporte deux extrémités 108a et 108b des deux côtés ou sur des côtés opposés du corps de vanne 100.
Dans un agencement tel qu’illustré sur les figures, le conduit pour liquide ou fluide 120 est moulé avec le corps de vanne 100. Le conduit pour liquide ou fluide 120 est moulé de manière à s’étendre le long de l’axe Y, les deux extrémités susmentionnées 108a et 108b étant coaxiales. Le conduit pour liquide ou fluide 120 est un élément creux. Au moins une extrémité 108a ou 108b du conduit pour liquide ou fluide 120 comprend un élément de renfort 122. Une pluralité de nervures de renforcement 122 est formée à côté d’au moins l’une de la première extrémité 108a et la seconde extrémité 108b du conduit pour liquide ou fluide 120. Comme représenté sur les figures 1 et 2, l’élément de renfort est une pluralité de nervures de renforcement 122 qui s’étend radialement vers l’extérieur à partir de l’une de la première extrémité 108a et la seconde extrémité 108b du conduit pour liquide ou fluide 120.
Chaque nervure de la pluralité de nervures de renforcement 122 ou 122 est moulée sous pression de telle sorte qu’elle raccorde l’extrémité 108 du conduit pour liquide ou fluide 120 à divers composants du corps de vanne sur au moins un des deux côtés à proximité des extrémités 108a et/ou 108b. La pluralité de nervures 122 est agencée de telle sorte qu’elle raccorde l’extrémité 108b du conduit pour liquide ou fluide 120 à divers composants du corps de vanne 100 comme illustré sur la .
Par exemple, au moins deux nervures 122a et 122e s’étendent à partir de l’extrémité 108b jusqu’au conduit de gaz 102. Au moins une nervure 122b s’étend à partir de l’extrémité 108b jusqu’à un logement d’arbre 136 perpendiculaire au conduit de gaz 102. Au moins deux nervures 122c et 122f s’étendent à partir de l’extrémité 108b jusqu’à un logement de moteur 130 dans le corps de vanne 100. Au moins une nervure 122d s’étend à partir de l’extrémité 108b jusqu’au logement de mécanisme d’engrenage 132.
De façon similaire, la pluralité de nervures 122 est agencée de telle sorte qu’elle raccorde l’extrémité 108a du conduit pour liquide ou fluide 120 à divers composants du corps de vanne 100 comme illustré sur la .
Par exemple, au moins une nervure 122a s’étend à partir de l’extrémité 108a jusqu’au conduit de gaz 102. Au moins une nervure 122b s’étend à partir de l’extrémité 108a jusqu’à un logement d’arbre 136 perpendiculaire au conduit de gaz 102. Au moins une nervure 122f s’étend à partir de l’extrémité 108a jusqu’à un logement de moteur 130 dans le corps de vanne 100. Au moins deux nervures 122c, 122d s’étendent à partir de l’extrémité 108a jusqu’au logement de mécanisme d’engrenage 132.
Dans un agencement, le corps de vanne 100 comporte une pluralité de nervures de renforcement 122 qui convergent radialement vers la première extrémité 108a ou la seconde extrémité 108b le long de l’axe Y du conduit pour liquide ou fluide 120. La pluralité de nervures de renforcement 122 sont agencées autour de la première extrémité 108a ou de la seconde extrémité 108b de manière bien espacée. L’épaisseur de chaque nervure 122a à 122f est comprise dans la plage de 1,5 mm à 3 mm.
Dans un agencement, le premier conduit externe 124a et le second conduit externe 124b sont raccordés à la première extrémité 108a et la seconde extrémité 108b par assemblage mécanique, ceci comprenant emboîtement-pression, emmanchement à force, soudage, liaison, placage, etc. Le premier conduit externe 124a et le second conduit externe 124b sont raccordés à la première extrémité 108a et la seconde extrémités 108b de préférence par emmanchement à force.
Comme illustré sur la , le conduit pour liquide ou fluide 120 s’étend le long de l’axe Y qui est parallèle au conduit de gaz (non illustré sur les figures) qui s’étend le long de l’axe X.
Le conduit pour liquide ou fluide 120 est moulé sous pression et ensuite usiné afin de permettre l’emmanchement à force de conduits externes124a et 124b. Le procédé pour obtenir le corps de vanne 100 n’est pas limité à un moulage sous haute pression mais inclut également la coulée par gravité.
Il est nécessaire d’avoir une certaine surface pour absorber les efforts nécessaires pour l’emmanchement à force des conduits externes 124a et 124b. Comme mentionné plus haut, une force opposée est, de façon conventionnelle, appliquée au niveau d’extrémités opposées non coaxiales ou désaxées. Ici, la force requise pour fixer les conduits externes 124a à l’extrémité 108a est fournie par l’élément de renfort 122 sur la première extrémité du conduit pour liquide ou fluide 120. De façon similaire, le second conduit externe 124b est raccordé à la seconde extrémité 108b du conduit pour liquide ou fluide 120. Comme mentionné plus haut, l’élément de renfort 122 sur la seconde extrémité 108b du conduit pour liquide ou fluide 120 fournit la force requise pour fixer le second conduit 124b à l’extrémité 108b. Comme mentionné plus haut, l’élément de renfort est une pluralité de nervures 122 s’étendant à partir des extrémités 108 jusqu’à divers composants du corps de vanne 100. L’élément de renfort 122 agit également comme un élément de dissipation thermique. L’élément de renfort 122 fournit une force opposée pour raccorder de manière coaxiale le premier conduit 124a et le second conduit 124b au conduit pour liquide ou fluide 120 afin de former un circuit de refroidissement 10. Au moins une partie du premier conduit externe 124a et une partie du second conduit externe 124b sont coaxiales le long de l’axe Y du corps de vanne 100, comme illustré sur la .
Le corps de vanne 100 tel qu’illustré sur les figures 1 et 2 comprend une pluralité de nervures de renforcement 122 qui sont distribuées angulairement et régulièrement autour de la première extrémité 108a ou la seconde extrémité 108b du conduit pour liquide ou fluide 120. Chaque nervure peut former un angle dans la plage de 30 à 90 degrés avec l’autre nervure.
Dans un agencement, pour le moulage sous pression ou la coulée par gravité, une épaisseur minimale est essentielle. Le corps de vanne 100 est moulé avec une épaisseur dans la plage de 1,5 à 3 mm. Du fait de cette épaisseur minimale, il est impossible d’avoir des conduits externes 124 opposés et coaxiaux permettant une surface suffisante pour supporter les efforts d'emmanchement. L’élément de renfort 122 permet ainsi l’agencement du conduit pour liquide ou fluide le long d’un même axe pour l’assemblage mécanique des conduits 124 par l’absorption de la force requise pour fixer le premier conduit externe 124a et le second conduit externe 124b.
Selon un autre aspect de l’invention, un actionneur électromécanique est proposé en . L’actionneur comprend un corps de vanne 100 tel qu’illustré sur les figures 1 à 3. Un tel actionneur comprend un conduit de gaz 102, un volet monté sur un arbre, un moteur électrique 130 et un mécanisme d’engrenage 132 monté cinématiquement entre le moteur 130 et le volet. Le moteur électrique peut comprendre un stator et un rotor. Le mécanisme d’engrenage est logé à l’intérieur d’un logement de mécanisme d’engrenage 132 dans le corps de vanne 100. Le volet est un volet de type papillon. Un couvercle 140 est utilisé pour fermer le logement du mécanisme d’engrenage 132 en partie supérieure du corps de vanne 100. Un élément de connexion électrique 142 est prévu sur le corps de vanne 100.
Le corps de vanne 100 susmentionné n’est pas limité à une commande de papillon électronique mais inclut également une vanne papillon pneumatique, une vanne de recyclage de gaz basse pression ou une vanne de recyclage de gaz haute pression.
Dans cet agencement, le premier conduit externe124a sert d’entrée de liquide et le second conduit externe124b sert de sortie de liquide. De manière alternative, le premier conduit externe 124a sert de sortie de liquide et le second conduit externe 124b sert d’entrée de liquide. Le liquide en circulation est de l’eau, de l’eau avec des additifs ou un liquide présentant une viscosité équivalente à celle de l’eau. De préférence, le liquide en circulation est un liquide de refroidissement.
Le corps de vanne 100, le conduit pour liquide ou fluide 120 comprenant l’élément de renfort 102, sont faits d’un matériau approprié pour une pression élevée et une température élevée. Le matériau est choisi de façon à éviter des défauts métallurgiques tels que retrait, porosité ou fuite. Le matériau du corps de vanne 100 est choisi parmi l’aluminium, le cuivre, le magnésium, un matériau polymère, un matériau céramique, des matériaux à base de carbone, etc. Le corps de vanne 100 est, de préférence, fait d’aluminium.
Diverses modifications supplémentaires de cette invention peuvent venir à l’esprit de l’homme de l’art. Toutes les variations pouvant être apportées aux enseignements spécifiques des divers modes de réalisation de cette description reposant essentiellement sur les principes et leurs équivalents constituant une avancée de la technique sont dûment considérées comme incluses dans la portée de l’invention telle que décrite et revendiquée.
Dans les revendications, les symboles de référence entre parenthèses ne doivent pas être interprétés comme une limitation de la revendication.

Claims (10)

  1. Corps de vanne (100) pour un actionneur électromécanique de véhicule automobile, comprenant un conduit de gaz (102) s’étendant à travers le corps de vanne (100) suivant un axe X, un conduit pour liquide ou fluide (120) s’étendant à travers le corps de vanne (100) suivant un axe Y, le conduit pour liquide ou fluide (120) comportant deux extrémités (108a, 108b), un premier conduit externe (124a) raccordé à la première extrémité (108a) du conduit pour liquide ou fluide (120) et un second conduit externe (124b) raccordé à la seconde extrémité (108b) du conduit pour liquide ou fluide (120), caractérisé en ce qu’au moins une des deux extrémités (108a, 108b) du conduit pour liquide ou fluide (120) comprend un élément de renfort (122).
  2. Corps de vanne (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la direction d’extension du conduit pour liquide ou fluide (120) est parallèle à la direction d’extension du conduit de gaz.
  3. Corps de vanne selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que au moins une partie du premier conduit externe (124a) et au moins une partie du second conduit externe (124b) sont coaxiales le long de l’axe Y du corps de vanne (100).
  4. Corps de vanne selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de vanne (100) est moulé sous haute pression avec l’élément de renfort (122).
  5. Corps de vanne selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément de renfort (122) est une pluralité de nervures de renforcement.
  6. Corps de vanne selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pluralité de nervures de renforcement est formée à proximité d’au moins l’une des deux extrémités (108a, 108b) du conduit pour liquide ou fluide (120).
  7. Corps de vanne selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la pluralité de nervures de renforcement est distribuée angulairement autour de la première extrémité (108a) et/ou la seconde extrémité (108b) du conduit pour liquide ou fluide (120).
  8. Corps de vanne selon l’une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la pluralité de nervures de renforcement converge vers la première extrémité (108a) et/ou la seconde extrémité (108b) du conduit pour liquide ou fluide (120) en direction de l’axe Y.
  9. Corps de vanne selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier conduit externe (124a) et le second conduit externe (124b) sont emmanchés à force respectivement dans la première extrémité (108a) et la seconde extrémité (108b).
  10. Actionneur électromécanique comprenant un corps de vanne (100) selon l’une des revendications précédentes, un volet mobile monté sur un arbre, un moteur électrique (130) et un mécanisme d’engrenage (132) monté cinématiquement entre le moteur (130) et le volet.
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