WO2010069781A1 - Canalisation d'ecoulement de fluide avec un volet d'obturation et procede de fabrication d'une telle canalisation - Google Patents

Canalisation d'ecoulement de fluide avec un volet d'obturation et procede de fabrication d'une telle canalisation Download PDF

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bearing
pipe
shutter
shaft
shape
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Laurent Albert
Sébastien Adenot
Stéphane SORIN
David Nave
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Valeo Electrification SAS
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Valeo Systemes de Controle Moteur SAS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/16—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members
    • F16K1/18—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps
    • F16K1/22—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with pivoted closure-members with pivoted discs or flaps with axis of rotation crossing the valve member, e.g. butterfly valves
    • F16K1/226—Shaping or arrangements of the sealing
    • F16K1/2268—Sealing means for the axis of rotation

Definitions

  • Fluid flow channel with a shutter and method of manufacturing such a conduit Fluid flow channel with a shutter and method of manufacturing such a conduit
  • the invention relates to the field of fluid flow conduits closed by a shutter and, more particularly, those used in motor vehicles for transporting gases of an internal combustion engine.
  • a shutter 2 is mounted in a tubular pipe of gas 1.
  • the shutter 2 is pivotally mounted about an axis Zv and driven by a shaft 3, s extending along this axis
  • the shutter 2 is in the form a circular disc from closing the pipe 1 in a plane substantially transverse to the axis of the pipe 1 in the closed position.
  • the pipe 1 comprises two radial bores 5, 5 ', diametrically opposed, allowing the passage of the drive shaft 3 of the shutter flap 2.
  • a tubular cylindrical bearing 14, 14' is mounted in each bore 5, 5 'for the support of the drive shaft 3; the latter is mounted in the bearings 14, 14 'which support it and allow its rotation about its axis Zv.
  • the Applicant proposes a fluid flow pipe with a pivoting shutter driven by a shaft mounted in at least one bearing, the pipe having an internal surface for guiding the flow, characterized in that that the bearing has an end surface flush with the inner surface of the pipe to ensure continuity.
  • the leaks are reduced, since the end surface of the bearing ensures the continuity of the inner surface of the pipe, that is to say, it completes in its zone allowing the passage of the shaft . Moreover, the rotation of the flap is not impeded because of this surface continuity.
  • the end surface of the bearing and the surface that should have formed the inner surface of the pipe are substantially merged, that is to say that they have the same equations and therefore the same form.
  • the pipe comprises at least one radial bore of passage of the shaft, opening into the pipe at an orifice and the bearing is mounted in said bore, its end surface extending in the orifice,
  • the bearing thus extends in the bore to support the shaft in rotation, its end surface "filling" the space formed by the orifice formed by the radial bore opening into the pipe to ensure the continuity of the inner surface of the pipeline.
  • the end surface of the bearing has, in sectional view, a corresponding curvilinear shape.
  • the inner surface and the end surface form a comprehensive and continuous surface for guiding the fluid flow.
  • the risk of leakage is then considerably limited, while the surface seen by the fluid or the flap is continuous regardless of the angular position of the flap.
  • the end surface of the bearing is of cylindrical concave shape, preferably with the shape of the cylinder whose channel has the shape.
  • the pipe having, in sectional view, an inner surface in the form of a circle
  • the end surface of the bearing, in sectional view has a radius of curvature equal to the radius of said circle.
  • the shape of the surface is thus not only continuous but still identical.
  • the bearing is generally tubular cylindrical.
  • the pipe having two diametrically opposite radial bores through which the shaft passes, a bearing is mounted in each bore.
  • the presence of two bearings mounted respectively in two diametrically opposed bores facilitates the positioning of the shutter in the pipe by allowing a "self-centering" of the shutter during its assembly in the pipe. In other words, the shutter is positioned automatically in the pipe in its position of use.
  • the shutter comprises at least one bearing portion on the bearing regardless of its angular position.
  • This bearing portion is preferably formed by a portion of the edge of the flap around the passage zone of the shaft.
  • the support portion of the shutter has a shape complementary to the shape of the end surface of the bearing so as to form a sealing area.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a fluid flow line, comprising an internal surface for guiding the fluid and at least one radial bore for passage of a shaft mounted in a bearing, in which process the bearing in said bore, one end of said bearing being protruding in said pipe and machining the projecting end of said bearing so that the surface of the inner end of the bearing is flush with the inner surface of the pipe to ensure the seal.
  • the bearing can be machined in its position of use, thereby eliminating manufacturing tolerances and positioning deviations related to mounting; in other words, the bearing is machined "to measure", in situ.
  • the method also comprises the following steps: a shutter flap comprising a tubular chimney passing through the shaft with at least one bearing portion is mounted in the pipe, the support portion of the shaft is abutted. tubular chimney of the shutter with the end surface of the flush bearing in the pipe, so as to align the bearing and the tubular chimney, and the shaft is introduced into the bearing and the duct of the tubular chimney of the shutter. shutter.
  • the bearing fulfills a function of positioning the shutter in the pipe: the chimney first comes to abut at a point of the axis of rotation of the shutter in the pipe, and then simply to straighten the shutter so that the chimney comes to align with the axis of rotation of the flap in the pipe.
  • the fluid flow channel comprising diametrically opposed radial shaft passage bores, a bearing being mounted in each bore, abutting the support portions of the tubular chimney of the shutter flap with the end surfaces of the bearings and the shaft is introduced into a first bearing, the conduit of the tubular chimney of the shutter and the second bearing.
  • the shutter self-center in the pipe when the support portions of the chimney are matched with the end surfaces of the bearings, the axis of the chimney of the flap being automatically aligned with the axis of rotation of the shutter in the pipe.
  • FIG. 1 shows a schematic cross sectional view of a fluid flow line closed by a shutter with bearings according to the prior art
  • FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of a fluid flow line closed by a closure flap with bearings according to the invention
  • FIG. 3 shows a perspective view of a pipe, according to the invention, with bearings protruding into said pipe, prior to machining;
  • Figure 4 shows the pipe of Figure 3 seen transversely to its main axis
  • FIG. 5 shows a perspective view of the pipe of Figures 3 and 4 after machining bearings in said pipe
  • - Figure 6 A schematically shows a perspective view of the mounting of the bearings in the pipe of Figure 5;
  • Figure 6B shows schematically the pipe of Figure 6 A top view, that is to say in the axis of rotation of the shutter;
  • Figure 6C schematically shows the pipe of Figure 6A side view, that is to say, orthogonal to the axis of rotation of the flap and the main axis of the pipe;
  • FIG. 6D diagrammatically represents the ducting of FIG. 6A seen from the front, that is to say in the axis of the pipe and
  • FIG. 7 shows a shutter adapted to be mounted in a pipe according to the invention.
  • a gas flow line 1 of an internal combustion engine is in the form of a tubular duct extending, at least in its portion described, along an axis main Xc. It has an inner surface 11 for guiding the flow. This inner surface 11 is in this case cylindrical.
  • a shutter shutter 2 is mounted in the pipe 1 to allow its shutter. It is pivotally mounted about an axis Zv orthogonal to the axis of the pipe Xc, this axis being designated Zv axis of rotation of the flap 2.
  • the flap 2 is pivotally driven (rotation about its axis Zv) by a shaft drive 3, to which it is fixed integrally in rotation, between an open position and a closed position, to control the amount of gas flowing in the pipe 1; the drive shaft 3 extends along the axis
  • the shutter shutter 2 is here generally in the form of a circular disc closing off the pipe 1 when it extends, in the closed position, in a plane substantially transverse to the axis of the pipe Xc.
  • the shutter shutter 2 could also be elliptical.
  • the pipe 1 comprises two bores 5, 5 'for the passage of the drive shaft 3, diametrically opposite in the pipe 1 and aligned in the direction of the axis Zv of 2.
  • the bores 5, 5 ' are here of cylindrical tabular shape.
  • each bore 5, 5 ' is mounted a bearing 4, 4' in which is inserted a portion of the drive shaft 3 of the shutter 2, thus allowing the support and rotation of the drive shaft 3.
  • the upper bore 5 and the lower bore 5 ', upper bearing 4 and lower bearing 4' will be referred to in reference to the upper and lower positions of FIG. 2.
  • the shutter 2 comprises a central tubular chimney 6, extending along the axis Z v of rotation of the flap 2, arranged to receive the drive shaft 3.
  • the chimney 6 is here of circular inner section, rotation locking means being provided between the shaft 3 and the chimney 6, so that the rotation of the shaft causes a rotation of the shutter thus secured to the rotating shaft; these means may for example comprise a lug of the shaft 3 received in a notch of the chimney 6.
  • the chimney 6 is here of circular section but it goes without saying that it can be in various forms such as, for example, a square section chimney, rectangular or comprising a flat part to be secured in rotation, by complementarity of shapes. , a drive shaft 3 of adapted section.
  • each bearing 4, 4 ' is here in the form of a hollow tubular cylinder inserted in a radial bore passage 5, 5' of the pipe 1 and an end surface 41, 41 is flush with the inner surface 11 of the pipe 1 to ensure continuity.
  • each bearing 4, 4 ' having a lateral face and two end faces, the end face 41, 4 T which opens into the pipe 1 has a surface whose shape is arranged to ensure continuity with the surface 11 of Line I.
  • the bearing 4, 4 ' is neither projecting in the pipe 1 nor recessed in the through bore 5, 5'. Still referring to FIG.
  • each bore 5, 5 ' opens in the pipe 1 at an orifice 51, 51 'respectively; the inner end surface 41, 41 'of each bearing 4, 4' extends into the corresponding orifice 51, 51 'and forms a surface portion having the shape that the inner surface of the pipe would have if no bore had been pierced.
  • the end surface 41, 41 'of the bearing 4, 4' which ensures continuity with the inner surface 11 of the pipe 1 may also be called sealing face 41, 41 'because of its function of limiting the clearance (and therefore leaks) between the bearing 4, 4 'and the edge of the shutter flap 2.
  • the pipe 1 of gas flow is in the form of a cylindrical pipe whose passage section is circular, of radius R, to ensure continuity between the sealing face 41, 41 'of the bearing 4, 4 'and the inner surface 11 of the pipe 1, the sealing face 41, 41' is of concave cylindrical shape, its radius of curvature here being substantially equal to that of the radius R of the circle whose cross-section has the form.
  • the bearing 4, 4 ' is in the form of a cylinder whose sealing face 41, 41' has the shape of a cylinder portion.
  • the invention is even more advantageous when the shutter 2 is, in the particularly advantageous embodiment described, in the form of a shutter 2 comprising a central tubular chimney 6, extending along an axis Z v , and two lateral wings 7, 8 symmetrical with respect to the axis Z V ⁇ the flap 2 being integral; the lateral fins of the flap 7, 8, are arranged to abut with the inner surface 11 of the pipe 1 when the flap 2 is in the closed position.
  • the edge surfaces of the shutter shutter 2 comprise two types of surfaces: a first type of surface comprises two strips 71, 81, each forming the edge of a lateral fin 7, 8, and a second type of surface comprising two portions of sphere 9, 9 '(it will be understood, by simple convention, an upper sphere portion 9 and a lower sphere portion 9', with reference to the upper and lower positions of the shutter of FIG. 7, these positions not prejudging the orientation of the shutter 2 in the pipe 1); the spherical portions 9, 9 'are formed at each end of the chimney 6 and arranged to bear on the sealing face 41, 41' of the bearings 4, 4 'of the pipe 1; they form
  • each sphere portion is in fact a spherical annular slice 9, 9 '.
  • the term "spherical annular slice 9 " means a surface corresponding to a portion of a sphere and more particularly the portion of a sphere between two parallel planes each intersecting said sphere.
  • the portions 9, 9 'of the chimney 6 of the shutter 2 are not flat but “spherical", to minimize the clearance between the shutter 2 and the bearings 4, 4', while ensuring their relative movements through the complementarity of their respective bearing surfaces regardless of the angular position of the flap 2.
  • the bearings 4, 4 'integrated in the pipe 1 fulfill a dual function. They allow, on the one hand, to support the shaft 3 for driving the shutter shutter 2 in the pipe 1. On the other hand, they allow, because of their positioning and the shape of their surface. end 41, 41 ', to reduce the risk of leakage by limiting the play between their end surfaces 41, 41' and the support portions of the flap 9, 9 ', complementarity of shapes.
  • a method of forming (or manufacturing) a pipeline with an integrated bearing will now be described. With such a method, the bearings can be adapted to the pipe for which they are intended.
  • standard cylindrical bearings 4, 4 ' are respectively inserted into bores 5, 5' of a gas flow pipe 1, the bearings 4, 4 'being inserted from outside the bores. 5, 5 'inwards.
  • the bearings 4, 4 'protrude into the pipe 1, their end protruding into the gas passage zone in the pipe 1, in other words, an end portion bearings 4, 4 ! extends into the interior volume V of the pipe as shown in FIG.
  • each cylindrical bearing 4, 4 ' is machined so that its end surface 41, 41' thus machined is flush with the inner surface 11 of the pipe 1.
  • the machining of the bearings 4, 4 ' is formed by the interior of the pipe 1 by means of a machining tool which is inserted into the pipe 1 so as to machine the projecting end of the bearings 4, 4'.
  • the machining tool for example a milling cutter or a reamer, is inserted into the pipe 1 parallel to the axis Xc of the pipe 1 until the end machining tool is the right of the bearings 4, 4 '.
  • the machining end is then moved parallel to the axis Z v of rotation of the shutter 2 to reach a bearing 4, 4 'and machine its projecting end and thus form a concave end surface 41, 41' whose shape complete that of the inner surface 11 of the pipe at the orifice 51, 51 'formed by the radial bore 5, 5' opening into the internal volume V of the pipe 1.
  • the end surface 41, 41 ' is in the form of a cylindrical concave portion. It ensures the continuity of the inner surface 11 of the pipe 1 at the bearings 4, 4 '.
  • the stroke of the machining tool is guided by the inner surface 11 of the pipe 1, the machining end of the the tool coming tangent to the inner surface 11 of the pipe 1.
  • a preliminary step may consist in producing the pipe 1 from a rough casting, then inserting the standard cylindrical bearings 4, 4 'into this foundry, and finally machining the inside diameter 11 of the pipe to the right diameter. 1 and, in the same operation, to machine the bearings 4, 4 '.
  • the bearings 4, 4 ' can also be arranged beforehand in the mold of the foundry gross, the latter coming then overmold on the bearings. It is simply necessary to ensure that, preferably, the raw foundry has an extra thickness relative to the inner surface 11 that is to be obtained in the end, and that the bearings are overmoulded so that they exceed to the interior compared to the inner surface 11 that we want to get.
  • the machining step will then remove the internal extra thickness of the pipe 1 and, with the same machining pass, to machine the bearings 4, 4 '.
  • the bearings 4, 4 ' are machined "to measure" in the pipe 1 to which they are intended, thus guaranteeing a very good level of sealing, independent of the manufacturing or machining tolerances of the pipe 1 , bores 5, 5 'or bearings 4, 4', since the machining is done in situ, after manufacture and assembly of the other elements.
  • a shutter shutter 2 is introduced into the pipe 1, moving it parallel to the axis of the pipe Xc, and the support portions 9, 9 'of the tabular chimney 6 of the shutter shutter are placed. 2 in correspondence with the sealing faces 41, 41 'of the bearings 4, 4', the bearings 4, 4 'and the tabular chimney 6 being then aligned.
  • the support portions 9, 9 'of the tabular chimney 6 abut with the end surfaces 41, 41' of the bearings 4, 4 '.
  • the bearings 4, 4 'flush in the pipe 1 thus fulfill a centering function facilitating the positioning of the shutter 2 in the pipe 1. This is called automatic centering or "self-centering" of the shutter shutter 2 in the pipeline 1.
  • a drive shaft 3 is introduced successively into the upper bearing 4, the duct of the tabular chimney 6 of the shutter flap 2 and the lower bearing.
  • closure flap 2 and the drive shaft 3 are then secured by means of a lug of the shaft 3 received in a notch in the chimney 2 for a rotation of the drive shaft 3 about the axis Zv of rotation of the flap 2 drives the flap 2 in the pipe 1 between its open and closed positions.
  • the bearings 4, 4 'integrated in the pipe 1 make it possible to support the drive shaft 3 and to allow its rotation while ensuring the continuity of the inner surface 11 of the pipe 1,
  • the invention also applies to a pipe 1 comprising only a single bearing 4.
  • a bearing portion of the tubular chimney 6 of the shutter shutter 2 is matched with the sealing face 41 of the single bearing 4, the bearing 4 and the tubular chimney 6 then being aligned along the axis of rotation Zv.
  • the end surface of the (or) bearing (s) is arranged to ensure the continuity of the inner surface 11 of the pipe 1,
  • the inner surface 11 of the pipe 1 having in sectional view, a curvilinear shape
  • the end surface has, in sectional view, a curvilinear shape ensuring the continuity, in the mathematical sense, of the curve whose section of the pipe has the shape .
  • the continuity can be ensured by a curve of identical shape, for example a circle, or a shape curve different but continuous with the curve whose section of the channel has the shape at their contact points (for example, an ellipse and a circle).
  • the driving of the shutter 2 can be achieved by various means (through shaft, pivot on one side of the shutter, etc.).

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Abstract

L'invention concerne une canalisation d'écoulement de fluide avec un volet (2) d'obturation pivotant entraîné par un arbre (3) monté dans au moins un palier (4, 4'), la canalisation comportant une surface intérieure (11) de guidage de l'écoulement, caractérisée par le fait que le palier (4, 4') comporte une surface d'extrémité (41, 41 ') affleurant avec la surface intérieure (11) de la canalisation pour en assurer la continuité. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une telle canalisation.

Description

Canalisation d'écoulement de fluide avec un volet d'obturation et procédé de fabrication d'une telle canalisation
L'invention concerne le domaine des canalisations d'écoulement de fluide obturées par un volet et, plus particulièrement, celles utilisées dans les véhicules automobiles pour le transport des gaz d'un moteur thermique à combustion interne.
De manière classique, en référence à la figure 1, un volet d'obturation 2 est monté dans une canalisation tubulaire de gaz 1. Le volet d'obturation 2 est monté pivotant autour d'un axe Zv et entraîné par un arbre 3, s 'étendant selon cet axe
Zv, auquel il est fixé de manière solidaire, entre une position d'ouverture et une position d'obturation, pour contrôler la quantité de gaz circulant dans la canalisation 1, De manière traditionnelle, le volet d'obturation 2 se présente sous la forme d'un disque circulaire venant obturer la canalisation 1 selon un plan sensiblement transversal à l'axe de la canalisation 1 en position d'obturation.
La canalisation 1 comprend deux alésages radiaux 5, 5', diamétralement opposés, permettant le passage de l'arbre 3 d'entraînement du volet d'obturation 2. Comme représenté sur la figure 1, un palier cylindrique tubulaire 14, 14' est monté dans chaque alésage 5, 5' pour le support de l'arbre d'entraînement 3; ce dernier est monté dans les paliers 14, 14' qui le supportent et autorisent sa rotation autour de son axe Zv.
L'homme du métier qui cherche à monter un volet d'obturation 2 dans une canalisation 1 est confronté à des difficultés. Il doit, d'une part, concevoir un volet 2 dont le bord périphérique épouse au plus près la surface intérieure de la canalisation 1 et, d'autre part, autoriser un jeu suffisant entre le volet 2 et la canalisation 1 pour permettre au volet 2 de se déplacer en rotation entre ses positions d'ouverture et d'obturation, sans frottements. Dans une canalisation 1 de l'art antérieur telle que représentée sur la figure 1, des fuites de gaz peuvent apparaître plus particulièrement dans la zone F située entre le bord du volet d'obturation 2 et l'extrémité intérieure des paliers 14, 14'. Pour limiter ces fuites, les paliers 14, 14' sont placés dans les alésages radiaux 5, 5' de la canalisation 1, au plus près du volet d'obturation 2, de manière à diminuer le jeu entre le bord du volet 2 et les paliers 14, 14'. Néanmoins, si le jeu est trop faible, des frictions peuvent survenir entre le bord du volet 2 et la surface d'extrémité , des paliers 14, 14' au cours de la rotation du volet 2 dans la canalisation 1. D'un autre côté, si le jeu est trop important comme représenté sur la figure 1, des fuites apparaissent dans la zone F. C'est donc à un dilemme que l'homme du métier est confronté, ne sachant s'il doit autoriser un jeu trop faible ou trop important.
Pour résoudre ce dilemme, la demanderesse propose une canalisation d'écoulement de fluide avec un volet d'obturation pivotant entraîné par un arbre monté dans au moins un palier, la canalisation comportant une surface intérieure de guidage de l'écoulement, caractérisée par le fait que le palier comporte une surface d'extrémité affleurant avec la surface intérieure de la canalisation pour en assurer la continuité.
Grâce à l'invention, les fuites sont réduites, puisque la surface d'extrémité du palier assure la continuité de la surface intérieure de la canalisation, c'est-à-dire vient la compléter dans sa zone permettant le passage de l'arbre. Par ailleurs, la rotation du volet n'est pas gênée du fait de cette continuité de surface. En quelque sorte, on peut dire que, d'un point de vue géométrique, la surface d'extrémité du palier et la surface qu'aurait dû former la surface intérieure de la canalisation (là où s'étend la surface d'extrémité du palier) sont sensiblement confondues, c'est-à-dire qu'elles ont les mêmes équations et donc la même forme. De préférence, la canalisation comporte au moins un alésage radial de passage de l'arbre, débouchant dans la canalisation au niveau d'un orifice et le palier est monté dans ledit alésage, sa surface d'extrémité s'étendant dans l'orifice,
Le palier s'étend ainsi dans l'alésage pour supporter l'arbre en rotation, sa surface d'extrémité venant « combler » l'espace formé par l'orifice formé par l'alésage radial débouchant dans la canalisation pour assurer la continuité de la surface intérieure de la canalisation.
De préférence encore, la surface intérieure présentant, en vue en coupe, une forme curviligne, la surface d'extrémité du palier présente, en vue en coupe, une forme curviligne correspondante.
Ainsi, la surface intérieure et la surface d'extrémité forment une surface globale et continue de guidage de l'écoulement de fluide. Le risque de fuites est alors considérablement limité, tandis que la surface vue par le fluide ou par le volet est continue quelle que soit la position angulaire du volet.
La canalisation étant de forme cylindrique, la surface d'extrémité du palier est de forme concave cylindrique, de préférence avec la forme du cylindre dont la canalisation a la forme.
De préférence, la canalisation ayant, en vue en coupe, une surface intérieure en forme de cercle, la surface d'extrémité du palier, en vue en coupe, présente un rayon de courbure égal au rayon dudit cercle. La forme de la surface est ainsi non seulement continue mais encore identique.
Selon une forme particulière de réalisation de l'invention, le palier est globalement de forme cylindrique tubulaire. De préférence, la canalisation comportant deux alésages radiaux diamétralement opposés de passage de l'arbre, un palier est monté dans chaque alésage.
La présence de deux paliers montés respectivement dans deux alésages diamétralement opposés permet de faciliter le positionnement du volet dans la canalisation en permettant un « auto-centrage » du volet lors de son montage dans la canalisation. Autrement dit, le volet se positionne de manière automatique dans la canalisation dans sa position d'utilisation.
De préférence encore, le volet d'obturation comprend au moins une portion d'appui sur le palier quelle que soit sa position angulaire.
Cette portion d'appui est de préférence formée par une portion du bord du volet autour de la zone de passage de l'arbre.
De préférence, la portion d'appui du volet d'obturation possède une forme complémentaire à la forme de la surface d'extrémité du palier de manière à former une zone d'appui étanche.
La complémentarité des formes permet avantageusement de limiter le jeu et, par conséquence, le risque de fuites, tout en permettant le mouvement relatif des pièces.
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une canalisation d'écoulement de fluide, comportant une surface intérieure de guidage du fluide et au moins un alésage radial de passage d'un arbre monté dans un palier, procédé dans lequel on monte le palier dans ledit alésage, une extrémité dudit palier étant saillante dans ladite canalisation et on usine l'extrémité saillante dudit palier de manière à ce que la surface de l'extrémité intérieure du palier affleure avec la surface intérieure de la canalisation pour en assurer l'étanchéité. Ainsi, le palier peut être usiné dans sa position d'utilisation, permettant ainsi de s'affranchir des tolérances de fabrication et des écarts de positionnement liés au montage ; autrement dit, le palier est usiné « sur mesure », in situ.
De préférence, le procédé comporte en outre les étapes suivantes : on monte dans la canalisation un volet d'obturation comprenant une cheminée tubulaire de passage de l'arbre avec au moins une portion d'appui, on aboute la portion d'appui de la cheminée tubulaire du volet d'obturation avec la surface d'extrémité du palier affleurant dans la canalisation, de sorte à aligner le palier et la cheminée tubulaire, et on introduit l'arbre dans le palier et le conduit de la cheminée tubulaire du volet d'obturation.
Ainsi, grâce à ce procédé, le palier remplit une fonction de positionnement du volet dans la canalisation : la cheminée vient tout d'abord s'abouter en un point de l'axe de rotation du volet dans la canalisation, et il suffit alors simplement de redresser le volet pour que la cheminée vienne s'aligner avec l'axe de rotation du volet dans la canalisation.
De préférence encore, la canalisation d'écoulement de fluide comprenant des alésages radiaux de passage de l'arbre diamétralement opposés, un palier étant monté dans chaque alésage, on aboute les portions d'appui de la cheminée tubulaire du volet d'obturation avec les surfaces d'extrémité des paliers et on introduit l'arbre dans un premier palier, le conduit de la cheminée tubulaire du volet d'obturation et le deuxième palier.
De manière avantageuse, le volet « s 'auto-centre » dans la canalisation lorsque les portions d'appui de la cheminée sont mises en correspondance avec les surfaces d'extrémité des paliers, l'axe de la cheminée du volet étant automatiquement aligné avec l'axe de rotation du volet dans la canalisation. L'invention sera mieux comprise à t'aide du dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 représente une vue en coupe transversale schématique d'une canalisation d'écoulement de fluide obturée par un volet d'obturation avec des paliers selon l'art antérieur ; - la figure 2 représente une vue en coupe transversale schématique d'une canalisation d'écoulement de fluide obturée par un volet d'obturation avec des paliers selon l'invention ;
- la figure 3 représente une vue en perspective d'une canalisation, selon T invention, avec des paliers saillants dans ladite canalisation, préalablement à leur usinage;
- la figure 4 représente la canalisation de la figure 3 vue transversalement par rapport à son axe principal;
- la figure 5 représente une vue en perspective de la canalisation des figures 3 et 4 après usinage des paliers dans ladite canalisation; - la figure 6 A représente schématiquement une vue en perspective du montage des paliers dans la canalisation de la figure 5 ;
- la figure 6B représente schématiquement la canalisation de la figure 6 A vue de dessus, c'est-à-dire dans l'axe de rotation du volet d'obturation ;
- la figure 6C représente schématiquement la canalisation de la figure 6A vue de côté, c'est-à-dire orthogonalement à l'axe de rotation du volet et à l'axe principal de la canalisation ;
- la figure 6D représente schématiquement la canalisation de la figure 6A vue de face, c'est-à-dire dans l'axe de la canalisation et
- la figure 7 représente un volet d'obturation adapté pour être monté dans une canalisation selon l'invention.
En référence aux figures 2 et 3, une canalisation 1 d'écoulement de gaz d'un moteur thermique à combustion interne se présente sous la forme d'une canalisation tubulaire s 'étendant, du moins dans sa portion décrite, selon un axe principal Xc. Elle présente une surface intérieure 11 de guidage de l'écoulement. Cette surface intérieure 11 est en l'espèce de forme cylindrique.
Un volet d'obturation 2 est monté dans la canalisation 1 pour permettre son obturation. II est monté pivotant autour d'un axe Zv orthogonal à l'axe de la canalisation Xc, cet axe étant désigné axe Zv de rotation du volet 2. Le volet 2 est entraîné en pivotement (rotation autour de son axe Zv) par un arbre d'entraînement 3, auquel il est fixé de manière solidaire en rotation, entre une position d'ouverture et une position d'obturation, pour contrôler la quantité de gaz circulant dans la canalisation 1 ; l'arbre d'entraînement 3 s'étend selon l'axe
Zv.
Le volet d'obturation 2 se présente ici globalement sous la forme d'un disque circulaire venant obturer la canalisation 1 lorsqu'il s'étend, en position d'obturation, dans un plan sensiblement transversal à l'axe de la canalisation Xc. Le volet d'obturation 2 pourrait également être de forme elliptique. Pour le montage de l'arbre d'entraînement 3, la canalisation 1 comporte deux alésages 5, 5' de passage de l'arbre d'entraînement 3, diamétralement opposés dans la canalisation 1 et alignés selon la direction de l'axe Zv de rotation du volet 2. Les alésages 5, 5' sont ici de forme tabulaire cylindrique. Dans chaque alésage 5, 5' est monté un palier 4, 4' dans lequel est insérée une portion de l'arbre d'entraînement 3 du volet d'obturation 2, permettant ainsi le support et la rotation de l'arbre d'entraînement 3. On parlera, par simple convention, de l'alésage supérieur 5 et de l'alésage inférieur 5', de palier supérieur 4 et de palier inférieur 4' en référence aux positions supérieure et inférieure de la figure 2.
En référence à la figure 7, le volet d'obturation 2 comprend une cheminée tubulaire centrale 6, s'étendant suivant l'axe Zv de rotation du volet 2, agencée pour recevoir l'arbre d'entraînement 3. La cheminée 6 est ici de section intérieure circulaire, des moyens de blocage en rotation étant prévus entre l'arbre d'entraînement 3 et la cheminée 6, pour que la rotation de l'arbre entraîne une rotation du volet ainsi rendu solidaire de l'arbre en rotation ; ces moyens peuvent par exemple comporter un ergot de l'arbre 3 reçu dans une encoche de la cheminée 6.
La cheminée 6 est ici de section circulaire mais il va de soi qu'elle peut se présenter sous des formes diverses telles que, par exemple, une cheminée de section carrée, rectangulaire ou comprenant un méplat pour être solidaire en rotation, par complémentarité de formes, d'un arbre d'entraînement 3 de section adaptée.
En référence à la figure 2, chaque palier 4, 4' se présente ici sous la forme d'un cylindre tabulaire creux inséré dans un alésage radial de passage 5, 5' de la canalisation 1 et dont une surface d'extrémité 41, 41' affleure avec la surface intérieure 11 de la canalisation 1 pour en assurer la continuité. Autrement dit, chaque palier 4, 4' comportant une face latérale et deux faces d'extrémité, la face d'extrémité 41, 4 T qui débouche dans la canalisation 1 présente une surface dont la forme est agencée pour assurer la continuité avec la surface intérieure 11 de la canalisation I . Autrement dit encore, le palier 4, 4' n'est ni en saillie dans la canalisation 1, ni en retrait dans l'alésage de passage 5, 5', Toujours en référence à la figure 2, chaque alésage 5, 5' débouche dans la canalisation 1 au niveau d'un orifice 51, 51' respectivement ; la surface d'extrémité intérieure 41, 41' de chaque palier 4, 4' s'étend dans l'orifice correspondant 51, 51 ' et forme une portion de surface ayant la forme que la surface intérieure de la canalisation aurait si aucun alésage n'avait été percé.
La surface d'extrémité 41, 41 ' du palier 4, 4' qui assure la continuité avec la surface intérieure 11 de la canalisation 1 peut encore être dénommée face d'étanchéité 41, 41 ' en raison de sa fonction consistant à limiter le jeu (et donc les fuites) entre le palier 4, 4' et le bord du volet d'obturation 2. Dans cet exemple, la canalisation 1 d'écoulement de gaz se présente sous la forme d'une canalisation cylindrique dont la section de passage est circulaire, de rayon R, Pour assurer la continuité entre la face d'étanchéité 41, 41' du palier 4, 4' et la surface intérieure 11 de la canalisation 1, la face d'étanchéité 41, 41 ' est de forme concave cylindrique, son rayon de courbure étant ici sensiblement égal à celui du rayon R du cercle dont sa section de passage a la forme. Autrement dit, le palier 4, 4' se présente sous la forme d'un cylindre dont la face d'étanchéité 41, 41 ' présente la forme d'une portion de cylindre.
En référence à la figure 7, l'invention est encore plus avantageuse lorsque le volet d'obturation 2 se présente, dans la forme de réalisation particulièrement avantageuse décrite, sous la forme d'un volet 2 comprenant une cheminée tabulaire centrale 6, s' étendant suivant un axe Zv, et deux ailettes latérales 7, 8 symétriques par rapport à l'axe ZV} le volet 2 étant monobloc ; les ailettes latérales du volet 7, 8, sont agencées pour venir en butée avec la surface intérieure 11 de la canalisation 1 lorsque le volet 2 est en position d'obturation.
Toujours en référence à la figure 7, les surfaces de bord du volet d'obturation 2 comprennent deux types de surfaces : un premier type de surface comprend deux bandes 71, 81, formant chacune le bord d'une ailette latérale 7, 8, et un deuxième type de surface comportant deux portions de sphère 9, 9' (on parlera, par simple convention, d'une portion de sphère supérieure 9 et d'une portion de sphère inférieure 9', en référence aux positions supérieure et inférieure du volet de la figure 7, ces positions ne préjugeant pas de l'orientation du volet 2 dans la canalisation 1) ; les portions de sphère 9, 9' sont ménagées à chacune des extrémités de la cheminée 6 et agencées pour venir en appui sur la face d'étanchéité 41, 41 ' des paliers 4, 4' de la canalisation 1 ; elles forment des
« portions d'appui » du volet 2. Dans cet exemple, chaque portion de sphère est en fait une tranche annulaire sphérique 9, 9'. On entend, par tranche annulaire sphérique 9> 9\ une surface correspondant à une portion d'une sphère et, plus particulièrement, la portion d'une sphère comprise entre deux plans parallèles coupant chacun ladite sphère. Ainsi, les portions 9, 9' de la cheminée 6 du volet 2 ne sont pas planes mais « sphériques », afin de minimiser le jeu entre le volet 2 et les paliers 4, 4', tout en assurant leurs mouvements relatifs grâce à la complémentarité de leurs surfaces d'appui respectives quelle que soit la position angulaire du volet 2.
Ainsi, les paliers 4, 4' intégré à la canalisation 1 remplissent une double fonction. Ils permettent, d'une part, de supporter l'arbre 3 pour l'entraînement du volet d'obturation 2 dans la canalisation 1. D'autre part, ils permettent, en raison de leur positionnement et de la forme de leur surface d'extrémité 41, 41 ', de diminuer le risque de fuites en limitant le jeu entre leurs surfaces d'extrémité 41, 41 ' et les portions d'appui du volet 9, 9', par complémentarité de formes.
Un procédé de formation (ou fabrication) d'une canalisation avec un palier intégré va maintenant être décrit. Grâce à un tel procédé, les paliers peuvent être adaptés à la canalisation à laquelle ils sont destinés.
Dans une première étape du procédé, on insère respectivement des paliers cylindriques standards 4, 4' dans des alésages 5, 5' d'une canalisation 1 d'écoulement de gaz, les paliers 4, 4' étant insérés de l'extérieur des alésages 5, 5' vers l'intérieur. Ces paliers standards 4, 4' se présentent sous la forme de cylindres tabulaires creux avec des surfaces d'extrémité planes. Après insertion, les surfaces latérales extérieures des paliers 4, 4' sont en contact avec les surfaces intérieures des alésages 5, 5'. Comme représenté sur les figures 3 et 4, les paliers 4, 4' sont en saillie dans la canalisation 1, leur extrémité dépassant dans la zone de passage du gaz dans la canalisation 1, Autrement dit, une portion d'extrémité des paliers 4, 4! s'étend dans le volume intérieur V de la canalisation comme représenté sur la figure 4.
Ensuite, on usine l'extrémité saillante de chaque palier cylindrique 4, 4' de manière à ce que sa surface d'extrémité 41, 41 ' ainsi usinée affleure avec la surface intérieure 11 de la canalisation 1. L'usinage des paliers 4, 4' est réalisé par l'intérieur de la canalisation 1 au moyen d'un outil d'usinage qui est inséré dans la canalisation 1 de manière à usiner l'extrémité saillante des paliers 4, 4'. Pour une canalisation tubulaire 1 de section de passage circulaire, l'outil d'usinage, par exemple une fraise ou un aîésoir, est inséré dans la canalisation 1 parallèlement à l'axe Xc de Ia canalisation 1 jusqu'à ce que l'extrémité d'usinage de l'outil d'usinage soit au droit des paliers 4, 4'. L'extrémité d'usinage est ensuite déplacée parallèlement à l'axe Zv de rotation du volet 2 pour atteindre un palier 4, 4' et usiner son extrémité saillante et ainsi former une surface d'extrémité concave 41, 41 'dont la forme complète celle de la surface intérieure 11 de la canalisation au niveau de l'orifice 51, 51' ménagé par l'alésage radial 5, 5' débouchant dans le volume intérieur V de la canalisation 1.
Dans cet exemple, la surface d'extrémité 41, 41 ' se présente sous la forme d'une portion concave cylindrique. Elle assure la continuité de la surface intérieure 11 de la canalisation 1 au niveau des paliers 4, 4'. Lors de l'usinage de la face d'étanchéité 41, 41' du palier 4, 4', la course de l'outil d'usinage est guidée par la surface intérieure 11 de la canalisation 1, l'extrémité d'usinage de l'outil venant tangenter la surface intérieure 11 de la canalisation 1.
En variante, une étape préliminaire peut consister à réaliser la canalisation 1 à partir d'une fonderie brute, puis à insérer les paliers cylindriques standards 4, 4' dans cette fonderie, et enfin à usiner au bon diamètre la surface intérieure 11 de la canalisation 1 et, dans la même opération, à usiner les paliers 4, 4'. Les paliers 4, 4' peuvent par ailleurs être disposés au préalable dans le moule de la fonderie brute, cette dernière venant alors se surmouler sur les paliers. Il faut simplement veiller à ce que, de préférence, la fonderie brute dispose d'une surépaisseur par rapport à la surface intérieure 11 que l'on veut obtenir au final, et à ce que les paliers soient surmoulés de sorte qu'ils dépassent vers l'intérieur rapport à cette surface intérieure 11 que l'on veut obtenir. L'étape d'usinage permettra alors de supprimer la surépaisseur interne de la conduite 1 et, avec la même passe d'usinage, d'usiner les paliers 4, 4'.
Grâce aux étapes précédentes, les paliers 4, 4' sont usinés « sur mesure » dans la canalisation 1 à laquelle ils sont destinés, garantissant ainsi un très bon niveau d'étanchéité, indépendant des tolérances de fabrication ou d'usinage de la canalisation 1, des alésages 5, 5' ou des paliers 4, 4', puisque l'usinage se fait in situ, après fabrication et assemblage des autres éléments.
Ensuite, on introduit un volet d'obturation 2 dans la canalisation 1, en le déplaçant parallèlement à l'axe de la canalisation Xc, et on place les portions d'appui 9, 9' de la cheminée tabulaire 6 du volet d'obturation 2 en correspondance avec les faces d'étanchéité 41, 41 ' des paliers 4, 4', les paliers 4, 4' et la cheminée tabulaire 6 étant alors alignés. Autrement dit, les portions d'appui 9, 9' de la cheminée tabulaire 6 sont aboutées avec les surfaces d'extrémités 41, 41 ' des paliers 4, 4'. Les paliers 4, 4' affleurant dans la canalisation 1 remplissent ainsi une fonction de centrage facilitant le positionnement du volet 2 dans la canalisation 1. On parle alors de centrage automatique ou « d'auto-centrage » du volet d'obturation 2 dans la canalisation 1.
On introduit un arbre d'entraînement 3 successivement dans le palier supérieur 4, le conduit de la cheminée tabulaire 6 du volet d'obturation 2 et le palier inférieur
4'. On rend ensuite solidaires le volet d'obturation 2 et l'arbre d'entraînement 3 au moyen d'un ergot de l'arbre 3 reçu dans une encoche de la cheminée 2 pour qu'une rotation de l'arbre d'entraînement 3 autour de l'axe Zv de rotation du volet 2 entraîne le volet 2 dans la canalisation 1 entre ses positions d'ouverture et de fermeture.
En référence aux figures 6A-6D, les paliers 4, 4' intégrés à la canalisation 1 permettent de supporter l'arbre d'entraînement 3 et d'autoriser sa rotation tout en assurant la continuité de la surface intérieure 11 de la canalisation 1 ,
II va de soi que l'invention s'applique également à une canalisation 1 ne comprenant qu'un seul palier 4. Dans cette hypothèse, on met en correspondance une portion d'appui de la cheminée tubulaire 6 du volet d'obturation 2 avec la face d'étanchéité 41 de l'unique palier 4, le palier 4 et la cheminée tubulaire 6 étant alors alignés selon l'axe de rotation Zv.
II a été ici décrit un volet d'obturation 2 dont la surface d'obturation est circulaire mais il va de soi que d'autres formes peuvent également être envisagées, en fonction de la forme de la canalisation (oblongue ou elliptique par exemple).
Quelle que soit la forme du volet 2 et de la canalisation 1, la surface d'extrémité du (ou des) palier(s) est agencée pour assurer la continuité de la surface intérieure 11 de la canalisation 1 , En particulier, la surface intérieure 11 de la canalisation 1 présentant en vue en coupe, une forme curviligne, la surface d'extrémité présente, en vue en coupe, une forme curviligne assurant la continuité, au sens mathématique, de la courbe dont la section de la canalisation a la forme. La continuité peut être assurée par une courbe de forme identique, par exemple un cercle, ou une courbe de forme différente mais continue avec la courbe dont la section de la canalisation a la forme au niveau de leurs points de contact (par exemple, une ellipse et un cercle). De manière incidente, on note que l'on peut obturer une canalisation de section circulaire par un volet incliné dont la surface d'obturation est de forme elliptique ; dans ce cas, la surface d'extrémité du (des) palier(s) peut être circulaire.
II va également de soi que l'entraînement du volet 2 peut être réalisé par différents moyens (arbre traversant, pivot d'un seul côté du volet, etc.).

Claims

Revendications
1. Canalisation d'écoulement de fluide avec un volet (2) d'obturation pivotant entraîné par un arbre (3) monté dans au moins un palier (4, 4'), la canalisation comportant une surface intérieure (11) de guidage de l' écoulement, caractérisée par le fait que le palier (4, 4') comporte une surface d'extrémité (41, 41 ') affleurant avec la surface intérieure (11) de la canalisation pour en assurer la continuité.
2. Canalisation selon la revendication 1, comportant au moins un alésage radial (5, 5') de passage de l'arbre (3), débouchant dans la canalisation au niveau d'un orifice (51, 51 '), dans laquelle le palier (4, 4') est monté dans ledit alésage (5, 5'), sa surface d'extrémité (41, 41') s'étendant dans l'orifice (51, 51').
3. Canalisation selon l'une des revendications 1 et 2 dans laquelle, la surface intérieure (11) présentant, en vue en coupe, une forme curviligne, la surface d'extrémité (41, 41 ') du palier (4, 4') présente, en vue en coupe, une forme curviligne correspondante,
4. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle, la canalisation étant de forme cylindrique, la surface d'extrémité (41, 41 ') du palier (4, 4') est de forme concave cylindrique, de préférence avec la forme du cylindre dont la canalisation a la forme.
5. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 4, dans laquelle le palier (4,
4') est globalement de forme cylindrique tabulaire.
6. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 5, comportant deux alésages radiaux (5, 5') diamétralement opposés de passage de l'arbre (3), dans laquelle un palier (4, 4') est monté dans chaque alésage (5, 5').
7. Canalisation selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle le volet d'obturation (2) comprend au moins une portion d'appui (9, 9') sur le palier (4, 4').
8. Canalisation selon la revendication 7, dans laquelle la portion d'appui (9, 9') du volet d'obturation (2) possède une forme complémentaire à la forme de la surface d'extrémité (41, 41 ') du palier (4, 4'), de manière à former une zone d'appui étanche.
9. Procédé de fabrication d'une canalisation d'écoulement de fluide, comportant une surface intérieure (11) de guidage du fluide et au moins un alésage radial (5, 5') de passage d'un arbre monté dans un palier (4, 4'), procédé dans lequel : - on monte le palier (4, 4') dans ledit alésage (5, 5'), une extrémité dudit palier (4, 4') étant saillante dans ladite canalisation ;
- on usine l'extrémité saillante dudit palier (4, 4') de manière à ce que la surface de l'extrémité intérieure du palier (4, 4') affleure avec la surface intérieure (11) de la canalisation pour en assurer l'étanchéité.
10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel on monte dans la canalisation un volet d'obturation (2) comprenant une cheminée tubulaire (6) de passage de l'arbre (3) avec au moins une portion d'appui (9, 9'), procédé dans lequel :
- on aboute la portion d'appui (9, 9') de la cheminée tubulaire (6) du volet d'obturation (2) avec la surface d'extrémité (41, 41') du palier (4,
4') affleurant dans la canalisation, de sorte à aligner le palier (4, 4') et la cheminée tubulaire (6), et ~ on introduit l'arbre (3) dans le palier (4, 4') et le conduit de la cheminée tubulaire (6) du volet d'obturation (2).
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la canalisation (1) d'écoulement de fluide comprenant des alésages radiaux (5, 5') de passage de l'arbre (3) diamétralement opposés, un palier (4, 4') étant monté dans chaque alésage (5, 5'), - on aboute les portions d'appui (9, 9') de la cheminée tubulaire (6) du volet d'obturation (2) avec les surfaces d'extrémité (41, 41') des paliers (4, 4'), et
- on introduit l'arbre (3) dans un premier palier (4), le conduit de la cheminée tubulaire (6) du volet d'obturation (2) et le deuxième palier (4').
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