Brevet FR2765267A1 — publié le 19981231

Etat de la technique. La présente invention concerne une soupape, notamment soupape de réinjection des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant un organe d'obturation avec un manchon de soupape, un poussoir de soupape, ce dernier comprenant une tige et un plateau de soupape, le plateau s'appuyant contre le siège de soupape formé par le manchon. On connaît une telle soupape selon le document DE 43 25 169 dont l'organe d'obturation comporte un plateau de soupape fixé à une tige de soupape et coopérant avec un siège de soupape. Dans la réalisation d'un siège de soupape à construction ouverte, comme cela est le cas pour le montage dans une pièce injectée, on peut avoir un décalage d'axe et d'angle entre le siège de soupape et le plateau. De ce fait, le siège n'assure pas une étanchéité suffisante si bien que même lorsque la soupape est fermée on peut avoir des fuites. Un tel décalage axial et angulaire se produit notamment pour des pièces injectées, du fait des tolérances des outils servant à la fabrication du moule d'injection ou encore de la déformation des pièces injectées liée à leur usinage. Avantages de l'invention. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une soupape du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que le plateau est fixé de façon pendulaire à la tige de soupape. La soupape selon l'invention offre l'avantage de compenser tout décalage axial et angulaire du plateau de soupape par rapport au siège de soupape. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, le plateau de soupape est tenu sous précontrainte mécanique par un élément de ressort. Il est également avantageux qu'en plus de l'élément à ressort, le plateau de soupape comporte un organe réducteur qui permet un débit croissant progressivement lors de l'ouverture de la soupape. Une solution avantageuse sur le plan de la fabrication et du montage est caractérisée par un organe réducteur et à ressort, combiné. Pour cela, l'organe réducteur est en forme de plateau et son fond comporte par exemple trois pattes élastiques réparties radialement, de façon régulière, agissant sur le plateau de soupape. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention - au moins un élément à ressort qui pousse le plateau de sou pape dans la direction opposée à la direction de fermeture contre une surface d'appui réalisée sur la tige de soupape, - la surface d'appui présente une forme de calotte et le pla teau comporte une surface antagoniste correspondante par laquelle le plateau s'appuie contre la surface, - en plus de l'élément à ressort il est prévu un réducteur en amont du plateau dans le sens de la fermeture et le réduc teur est fixé à la tige de soupape, - le réducteur est en forme d'assiette avec un fond et un bord et, à l'état fermé du plateau de soupape, le réducteur vient en saillie dans le manchon par son fond, - des pattes élastiques sont réalisées dans le fond du réduc teur, ces pattes poussant le plateau comme des éléments à ressort de façon opposée à la direction de fermeture, con tre une surface d'appui réalisée sur la tige de soupape, - trois pattes réparties régulièrement dans la direction ra diale, et formées dans le fond du réducteur. Dessins. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté schématiquement dans les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 montre une coupe transversale d'une soupape de réinjection des gaz d'échappement avec un organe d'obturation, - la figure 2 est une coupe transversale d'un poussoir de soupape de l'organe d'obturation, - la figure 3 est une vue de dessus d'un plateau de soupape avec le poussoir selon la figure 3. Exemple de réalisation. Selon la figure 1, la soupape de mélange, représentée, est une soupape de réinjection des gaz d'échappement appliquée à un moteur à combustion interne. Il faut néanmoins remarquer de manière expresse qu'une soupape de réinjection des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne ne constitue qu'une application préférentielle de la présente invention. On peut envisager d'utiliser la soupape de mélange selon l'invention à d'autres applications dans lesquelles on mélange un fluide chaud à un fluide froid. La soupape de réinjection des gaz d'échappement a pour fonction de dériver une partie des gaz d'échappement du moteur à combustion interne et d'ajouter ces gaz à l'air comburant aspiré. La soupape de réinjection des gaz d'échappement comprend par exemple un corps 10 en matière plastique, un organe de d'obturation 11 et un ajutage métallique 12. Le corps en matière plastique 10 est réalisé avec un canal d'écoulement 13 et un ajutage 17 transversal au canal d'écoulement 13 ; le fluide froid 14 (air aspiré) passe dans le canal 13, dans la direction de la flèche. A ce fluide froid 14 on mélange, par l'ajutage 12, un fluide chaud 15 de façon dosée comme l'indique la direction de la flèche. Le dosage est assuré par l'organe d'obturation 11. L'ajutage métallique 12 est relié à l'ajutage 17 du corps en matière plastique 10 ; il est tubulaire avec un segment 21 du côté de l'ajutage et un segment 22 du côté du corps. L'expression du côté de l'ajutage est prise en référence à l'ajutage de la soupape de réinjection des gaz d'échappement 10 relié à la tubulure chaude des gaz d'échappement du moteur à combustion interne. L'expression du côté du corps désigne le segment de l'ajutage 12 tourné vers le corps en matière plastique 10. Un orifice d'entrée 23 est prévu sur le segment tubulaire 21 du côté de l'ajutage. L'ajutage 12 est par exemple en tôle et comporte une bride de liaison 26 avec une pièce annulaire 27. La pièce annulaire 27 vient prendre sous la forme d'un sertissage 28 sur le bourrelet 29 réalisé sur l'ajutage 17 par une liaison par la force et la forme. La pièce annulaire 27, qui s'étend radialement, assure le découplage thermique entre le corps en matière plastique 10 et l'ajutage 17. Le segment tubulaire 22 du côté du corps comporte un orifice de sortie 24 par lequel le fluide chaud 15 est mélangé au fluide froid 14. A l'extrémité munie de l'orifice d'entrée 23, l'ajutage 12 comporte une bride 25 fixée par des éléments de fixation non représentés à la tubulure des gaz d'échappement également non représentée. L'ajutage 12 comporte par exemple en outre deux tôles de guidage d'air 30, en regard l'une de l'autre, et s'étendant dans la direction de l'écoulement du fluide froid 14 ; ces tôles arrivent par exemple sensiblement jusqu'au milieu de la veine de fluide 14. Les tôles de guidage d'air 30 sont par exemple bombées en direction de la paroi intérieure du canal d'écoulement 13 si bien que l'on a un intervalle d'air entre les tôles de guidage d'air 30 et la paroi intérieure du canal 13. L'organe d'obturation 11 se compose d'un manchon de soupape 41, d'un poussoir 42 avec une tige de soupape 43 et un plateau de soupape 44 ainsi qu'un actionneur 45. Le manchon 41 est formé par le segment tubulaire 22 de l'ajutage 12, du côté du corps ; ce manchon forme en même temps, au niveau de l'orifice de sortie 24, un siège d'étanchéité 47 pour le plateau de soupape 44. La tige de soupape 43 est guidée dans un palier lisse 48 monté dans le corps 10 et coopère avec l'actionneur 45 ; cet actionneur agit par exemple sur le poussoir 42 lorsqu'il reçoit une dépression. Pour faciliter le montage avec l'actionneur 45, la tige 43, selon la figure 2, comporte un élément de fixation rapide 49 susceptible de s'accrocher. L'élément de fixation rapide 49 est relié par une liaison par la force avec la pièce de liaison 46 en forme de dispositif d'actionnement 45. Le plateau de soupape 44 est relié de manière pendulaire à la tige 43 selon les figures 2 et 3. Pour cela, la tige 43 comporte un téton de fixation 51 avec une surface d'appui 57 en forme de calotte. Le téton 51 porte le plateau de soupape 44 avec du jeu radial et axial. Une surface antagoniste 58 est réalisée sur le plateau 44, pour correspondre à la surface d'appui 57, et le plateau 44 s'appuie contre la surface 57 par sa surface antagoniste 58. Le téton 51 porte en outre un réducteur 52 en forme de plateau avec un fond plan 53 et un bord 54 en forme d'assiette. Le fond 53 du réducteur 52 comporte par exemple trois pattes 55 en forme d'éléments à ressort, réparties régulièrement dans la direction radiale. Les trois pattes 55 s'appuient librement et de manière élastique contre le plateau 44 et le poussent contre la direction du mouvement de fermeture, vers la surface d'appui 57 en forme de calotte. Le réducteur 52 est fixé au téton 51, par exemple à l'aide d'une tête de rivet 59. Les pattes élastiques 55 ont pour but de pousser le plateau 44 contre la surface d'appui 57 et le plateau 44 dans la direction axiale et dans la direction radiale avec une précontrainte mécanique pour le maintenir dans une position de base tout en assurant, lors de sa venue en appui sur le siège d'étanchéité 45, le décalage axial et angulaire au plateau 44. Le plateau en forme d'assiette 54 du réducteur 52 est dirigé également dans la direction opposée au mouvement de fermeture de sorte que, lorsque le plateau 44 est fermé, le réducteur 52 pénètre dans le manchon de soupape 41 avec le fond 53. Le diamètre du réducteur 52 est dimensionné pour le bord 54 en forme d'assiette pour être légèrement inférieur au diamètre intérieur du manchon 41, formant ainsi, entre le bord 54 et la paroi intérieure du manchon 41, un intervalle d'ouverture en forme d'anneau de cercle. Ainsi, lors de l'ouverture du manchon de soupape 41, on a tout d'abord un débit réduit si bien que le fluide chaud 15 passe tout d'abord à travers le faible intervalle d'ouverture 56. Ce n'est qu'avec l'augmentation de l'ouverture du plateau de soupape 44 que le débit augmente. Un plateau de soupape 44, plan, en forme de plaque, du côté du siège de soupape 47, conduirait à l'ouverture du canal de soupape 41 à un débit qui augmenterait très rapidement. Il en résulterait qu'avec une faible course, les quantités de gaz d'échappement alimentées seraient très grandes, ce qui se répercuterait de manière défavorable sur la qualité des gaz d'échappement du moteur à combustion interne. Le réducteur 52, avec les pattes 55 estampées dans le fond 53, constitue ainsi un réducteur et organe élastique combinés. REVENDICATIONS 1") Soupape, notamment soupape de réinjection des gaz d'échappement d'un moteur à combustion interne, comprenant un organe d'obturation avec un manchon de soupape, un poussoir de soupape, ce dernier comprenant une tige et un plateau de soupape, le plateau s'appuyant contre le siège de soupape formé par le manchon, caractérisée en ce que le plateau (44) est fixé de façon pendulaire à la tige de soupape (43). 2") Soupape selon la revendication 1, caractérisée par au moins un élément à ressort (55) qui pousse le plateau de soupape (44) dans la direction opposée à la direction de fermeture contre une surface d'appui (57) réalisée sur la tige de soupape (43). 30) Soupape selon la revendication 2, caractérisée en ce que la surface d'appui (57) présente une forme de calotte et le plateau (44) comporte une surface antagoniste (58) correspondante par laquelle le plateau (44) s'appuie contre la surface (57) 40) Soupape selon la revendication 2, caractérisée en ce qu' en plus de l'élément à ressort (55) il est prévu un réducteur (52) en amont du plateau (44) dans le sens de la fermeture et le réducteur (52) est fixé à la tige de soupape (43). 50) Soupape selon la revendication 4, caractérisée en ce que le réducteur (52) est en forme d'assiette avec un fond (53) et un bord (54) et, à l'état fermé du plateau de soupape (44), le réducteur (52) vient en saillie dans le manchon (41) par son fond (53). 6 ) Soupape selon la revendication 5, caractérisée en ce que des pattes élastiques sont réalisées dans le fond (53) du réducteur (52), ces pattes poussant le plateau (44) comme des éléments à ressort (55) de façon opposée à la direction de fermeture, contre une surface d'appui (57) réalisée sur la tige de soupape (43). 70) Soupape selon la revendication 6, caractérisée par trois pattes (55) réparties régulièrement dans la direction radiale, et formées dans le fond (53) du réducteur (52).