Brevet FR2577646A1 — publié le 19860822

L'invention est relative aux vannes dis- posees au droit d'un raccordement en Y de deux conduits tubulaires, et propres a relier le troncon médian du raccordement alternativement à l'un ou l'autre de ses deux tronçons inclinés. Ces vannes sont habituellement constituées d'un volet s'articulant, a l'intersection des deux tronçons inclines, sur un axe perpendiculaire au tron- çon médian. Cette disposition convient mal aux con- duits dans lesquels l'écoulement de fluide est rapide et o une bonne étanchéité est requise, comme c'est la cas dans les dispositifs d'admission ou d'échappement de moteur à combustion interne. En effet, le volet étant plan alors que les conduits sont tubulaires, la section de passage du fluide varie nécessairement au droit du volet, et l'écoulement s'y effectue avec des turbulences nuisibles. De plus, les pressions ou va- riations de pression régnant dans les conduits rac- cordés agissent sur le volet, de sorte que celui-ci vibre intempestivement dans certains cas et que sa commande nécessite une force relativement importante. Par ailleurs, il est difficile d'obtenir une bonne étanchéité entre les bords du volet et la paroi du tronçon qu'il obture, en particulier dans le cas o plusieurs volets disposes respectivement dans plu- sieurs raccordements de conduits sont actionnés si- multanément, par exemple au moyen d'un axe d'articu- lation commun. L'invention a pour but de réaliser, pour un raccordement en Y de deux conduits tubulaires de méme section intérieure, une vanne procurant un écoulement de fluide sans turbulence, ainsi qu'une bonne étanchéité, et peu influencée par la pression ou les variations de pression régnant dans les deux conduits. Selon '1 invention, les deux tronçons incli- nés étant symétriques par rapport à un plan axial du tronçon médian, la vanne comporte un corps tubulaire sensiblement de même section intérieure que les deux conduits et comprenant une portion cylindrique em- manchée rotative dans le tronçon médian et une portion courbe s'étendant sur toute la longueur de la zone de jonction des deux tronçons inclinés et munie d'une ouverture latérale propre à déboucher alternativement sur l'un ou l'autre de ces deux tronçons, la vanne comportant des moyens d entraînement dudit corps tu- bulaire en rotation autour de l'axe du tronçon médian. Suivant d'autres caractéristiques de l'in- vention: - lesdits moyens d'entraînement comprennent une roue dentée entourant ladite portion cylindrique, et une crémaillère coopérant avec la roue dentée; - la portion courbe du corps tubulaire est munie, à son extrémité opposée à la portion cylin- drique, d'un pivot coaxial à cette portion et tournant dans un logement approprié pratiqué dans la paroi de jonction des deux tronçons inclinés; le raccordement équipé de la vanne est constitué de deux pièces moulées comportant chacune l'un des deux tronçons inclinés, et jointes suivant le susdit plan axial du tronçon médian; - plusieurs raccordements en Y étant juxta- posés, leurs tronçons médians respectifs étant paral- léles et situés au droit d'un même plan radial, chacun d'eux est équipé d'une vanne rotative selon '1 inven- tion, entraînée en rotation par une même crémaillère solidaire d'une tige qui coulisse perpendiculairement aux tronçons médians dans une traverse creuse reliant ceux-ci. - le raccordement ou chacun des raccorde- ments faisant partie d'un dispositif d'admission d'un moteur a combustion interne, chacun de ses deux tron- çons inclinés étant associé à l'un de deux conduits d'aspiration de longueurs respectives différentes, il comporte une vanne selon l'invention actionnée, no- tamment par une crémaillère, en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur, tel que sa charge ou sa vitesse de rotation. Un exemple de réalisation de vannes rotati- ves selon l'invention est décrit ci-après, avec réfé- rence aux dessins annexes sur lesquels: - la Figure 1 est une vue d'ensemble sim- plifiée, en élévation et en coupe suivant I-I de la Figure 2, d'un dispositif d'admission équipant un moteur à combustion interne; - la Figure 2 est une vue de dessus d'une partie de ce dispositif; - la Figure 3 est une vue à plus grande échelle, en coupe suivant III-III de la Figure 2, de chaque raccordement de conduits faisant partie du dispositif et muni d'une vanne selon l'invention; - et la Figure 4 est une vue en coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la Figure 3. On voit sur la Figure 1 une partie d'un mo- teur a combustion interne 1 pourvu d'un dispositif d'admission 2 dans lequel chacun de quatre conduits d'admission 3 reliés à la culasse du moteur se rac- corde à deux conduits d'aspiration 4, 5 de longueurs respectives différentes et débouchant dans un collec- teur 6, non représenté à la Figure 2. Chaque raccordement 7 entre trois conduits associés 3, 4. 5 comporte, formant un Y, un tronçon tubulaire médian 8 recevant l'un des quatre conduits d'admission 3, et deux troncons tubulaires 9. 10 de même section intérieure, symétriquement inclinés par rapport à un plan axial P-P du tronçon médian 8, et constituant chacun une extrémité d'un des conduits d'aspiration 4, 5. Les quatre tronçons médians 8 sont parallèles et situés au niveau d'un même plan radial. Selon l'invention, dans chaque raccordement 7 est ménagée une vanne rotative comportant un corps tubulaire 11 de même section intérieure que les tron- çons 9, 10 et que le conduit 3, et comprenant d'une part une portion cylindrique 12 emmanchée dans le tronçon médian 8 de manière à pouvoir tourner autour de l'axe géométrique de ce tronçon 8, d'autre part une portion courbe 13 qui s'étend sur toute la longueur de la zone 14 de jonction des tronçons inclinés 9, 10. Cette portion courbe 13 comporte une large ouverture latérale 15 par laquelle le corps tubulaire 11 est propre à déboucher sur l'un des deux tronçons inclinés (9, 10) tandis que la face opposée 16 du corps tubu- laire 11 obture l'autre tronçon incliné (9 sur la Fi- gure 3). La portion courbe 13 est munie, de préfé- rence, à son extrémité opposée à la portion cylin- drique 12, d'un pivot 17 coaxial à cette portion et tournant dans un logement 18a de forme complémentaire pratiqué dans la paroi 18 de jonction des deux tron- çons 9, 10. Dans le mode de réalisation représenté, cha- que raccordement 7 est constitué de deux pièces mou- lées 19, 20 comportant chacune l'un des tronçons in- clinés 9, 10, et jointes suivant le plan axial P-P. Le logement 18a du pivot 17 est alors formé de deux par- ties superposées 18b agencées respectivement dans cha- cune des deux pièces moulées 19, 20. Celles-ci sont assemblées par exemple au moyen de vis et écrous 21. Quatre pièces moulées 19 comportent chacune l'un des quatre conduits 4, relativement courts, tandis qu'une même pièce 20 comporte les quatre conduits 5, rela- tivement longs, et une traverse creuse 22 reliant les quatre tronçons médians 8. La portion cylindrique 12 de chacune des quatre vannes est munie d'une denture périphérique constituant une roue dentée 23 et engrenant avec une crémaillère 24 solidaire d'une tige 25 qui coulisse perpendiculairement aux tronçons médians 8 dans la traverse creuse 22. Cette tige 25 est actionnée par un moyen d'entrainement 26, connu en soi, notamment pneumatique ou électrique, commandé en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur; en particulier, quand la vitesse de rotation de celui-ci est faible et que sa charge est relativement impor- tante, la tige 25 est déplacée de manière à faire pivoter le corps tubulaire 11 de chaque vanne jusqu'à placer l'ouverture 15 en face du tronçon 10, de sorte que l'aspiration s'effectue par les conduits longs 5. Dans les autres cas de fonctionnement du moteur, la commande provoque une rotation des corps tubulaires 11 telle que l'ouverture 15 se place en face du tronçon 9, l'aspiration s'effectuant alors par les conduits courts 4. La forme tubulaire du corps rotatif 11 de la vanne assure non seulement un écoulement particulière- ment satisfaisant des gaz d admission, notamment quand leur débit est important, mais aussi une bonne étan- chéité au droit de la portion cylindrique 12 tournant dans le tronçon 8, et au droit de la portion courbe 13 obturant l'un des tronçons 9, 10. Une pression régnant dans l'un des conduits 3, 4, S n'exerce qu'une force négligeable sur le corps tubulaire 11 vis-a-vis de ses mouvements de rotation. Ce dernier est donc particu- lièrement stable et ne risque aucunement de vibrer grâce à sa large portée cylindrique 12 et à son appui pivotant 17. Enfin, la construction en pièces moulées 19, 20 jointes suivant le plan P-P permet un montage aisé, en disposant d'abord convenablement les quatre corps tubulaires 11 dans le corps 20 contenant la tige , et en fixant ensuite les quatre pièces 19 au moyen des vis et écrous 21. En variante, les raccordements en Y sont réalisés chacun en deux parties moulées se joignant suivant un plan perpendiculaire au tronçon médian 8 au droit de la roue dentée 23, l'une ou chacune de ces deux parties étant éventuellement moulée en bloc avec au moins l'une des parties analogues de raccordements voisins. Par ailleurs, la crémaillère 24 et les roues dentées 23 peuvent être remplacées par tout autre moyen d'entrainement positif en rotation du corps tubulaire 11, par exemple à biellettes ou à courroie crantée. REVENDICATIONS 1 - Vanne rotative pour le raccordement en Y de deux conduits tubulaires (4, 5), notamment dans un dispositif d'admission ou d'échappement de moteur à combustion interne, propre a relier un tronçon médian (8) du raccordement alternativement à l'un ou l'autre de deux tronçons inclinés (9, 10) des conduits (4, 5), caractérisée en ce que les deux tronçons inclinés (9, ) étant symétriques par rapport à un plan axial (P-P) du tronçon médian (8), la vanne comporte un corps tubulaire (11) sensiblement de même section in- térieure que les deux conduits (4, 5) et comprenant une portion cylindrique (12) emmanchée rotative dans le tronçon médian (8) et une portion courbe (13) s'étendant sur toute la longueur de la zone de jonction des deux tronçons inclinés (9,10) et munie d'une ouverture latérale (15) propre à déboucher alternativement sur l'un ou l'autre de ces deux tronçons (9, 10), la vanne comportant des moyens d'entraînement (23, 25) dudit corps tubulaire (11) en rot.ation autour de l'axe du tronçon médian (8). 2 - Vanne selon la revendication 1, carac- térisée en ce que lesdits moyens d'entrainement com- prennent une roue dentée (23) entourant la portion cylindrique (12), et une crémaillère (24) coopérant avec la roue dentée (23). 3 - Vanne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la portion courbe (13) du corps tubulaire (11) est munie, à son extrémité opposée à la portion cylindrique (12), d'un pivot (17) coaxial à cette portion et tournant dans un logement (18a) approprié pratiqué dans la paroi (18) de jonction des deux tronçons inclinés (9. 10). 4 - Raccordement (7) en Y de deux conduits tubulaires (4, 5), équipé d'une vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est constitué de deux pièces moulées (19, 20) comportant chacune l'un des deux tronçons inclinés (9, 10) et jointes suivant le plan axial (P-P) du tronçon médian (8). - Dispositif de raccordement en Y de plu- sieurs paires de conduits tubulaires (4, 5) juxtaposés comportant plusieurs raccordements (7) en Y corres- pondants et juxtaposés, caractérisé en ce que, les tronçons médians respectifs (8) de chaque raccordement (7) étant parallèles et situés au droit d'un même plan radial, chacun d'eux est équipé d'une vanne rotative conforme à l'une des revendications 1 à 3, susceptible d'être entraînée en rotation par une même crémaillère (24) solidaire d'une tige (25) qui coulisse perpendiculairement aux tronçons médians (8) dans une traverse creuse (22) reliant ceux-ci. 6 - Raccordement selon la revendication 4 ou 5, faisant partie d'un dispositif d'admission d'un mo- teur à combustion interne, caractérisé en ce que, chacun de ses deux tronçons inclinés (9, 10) étant associé à l'un de deux conduits (4, 5) d'aspiration de longueurs respectives différentes, ce raccordement comporte une vanne selon l'une des revendications 1 à 3. actionnée notamment par une crémaillère (24). en fonction d'au moins un paramètre de fonctionnement du moteur, tel que sa charge ou sa vitesse de rotation.