Brevet FR2797931A1 — publié le 20010302

DESC IPTION La présente invention concerne le domaine du contrôle de l'écoulement des fluides, notamment gazeux, et plus particulièrement dans le cadre de l'admission d'air pour moteurs thermiques, par exemple en relation avec les collecteurs d'admission, mais également de manière plus générale les dispositifs de contrôle du flux dans un passage au moyen d'un organe disposé dans ce passage et manipulable par un axe de commande. La présente invention a plus précisément pour objet un dispositif de régulation de l'écoulement dans une portion de conduit ou un passage, un collecteur d'admission comprenant un tel dispositif et un procédé de fabrication d'un tel collecteur. Actuellement, l'intégration d'un dispositif de régulation ou de contrôle de l'écoulement ou du flux dans un passage d'une portion de conduit ou analogue s'effectue généralement, au cours d'une ou de plusieurs opérations particulières, soit par montage d'un insert transversal portant l'organe de réglage dans ladite portion de conduite, après découpage d'une ouverture dans cette dernière, soit par mise en place d'un segment de conduit intermédiaire pourvu dudit organe de réglage entre deux parties espacées de ladite portion de conduit. Toutefois, ces procédés connus entraînent la réalisation d'inserts complexes, créent des zones de fragilisation au niveau des plans ou lignes d'assemblage des différents constituants (pièces rapportées) et nécessitent des opérations techniques supplémentaires par rapport à la fabrication même de la portion de conduit ou similaire. En outre, les ensembles résultant de ces procédés connus présentent un encombrement pénalisant, dû à leur constitution et généralement à une commande déportée et saillante. La présente invention notamment pour objet de pallier au moins certains de ces inconvénients. A cet effet, elle a pour objet un dispositif de régulation de l'écoulement d'un fluide, notamment gazeux, dans au moins une portion de conduit, un passage ou similaire moyen d'un clapet ou d'un organe d'obturation rotatif analogue, porté un axe de commande, caractérisé en ce que chaque ensemble clapet / axe de commande est intégré dans la structure de la portion de conduit concemée ou dans la structure de la pièce comprenant moins une portion de conduit, au niveau d'une ouverture de passage en etant emprisonné, avec faculté de rotation, entre deux parties complémentaires formant par assemblage ladite portion conduit ou ladite pièce et étant montés dans des renfoncements de réception correspondants ménagés dans les parois des portions de conduits et/ou dans un ou des palier(s) séparé(s) correspondant(s). L'invention sera mieux comprise, grâce à description ci- après, qui rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en élévation latérale en coupe d'une portion de conduit comportant un dispositif de régulation selon l'invention ; la figure 2 est une vue suivant la direction de l'objet de la figure 1 ; figures 3 et 4 sont des vues en perspective d'une partie d'un collecteur d'admission, avant et après montage d'un de commande pourvu de clapets au niveau d'une partie de paroi collecteur ou répartiteur portant des parties constitutives des tubulures d'admission ; figure 5 est une vue de détail à une autre échelle d'une partie de l'objet représenté sur la figure 4 ; la figure 6 est une vue de détail suivant direction B du bouchon représentée sur la figure 5 (le mécanisme 14 ayant été enlevé), et, la figure 7 est une vue schématique de détail et en élévation latérale d'une tubulure d'admission entourée d'une enceinte étanche. Les figures des dessins annexés montrent un dispositif de régulation de l'écoulement d'un fluide, notamment gazeux, dans au moins une portion de conduit 2, un passage ou similaire (par exemple une portion de circuit de circulation de fluide quelconque) au moyen d'un clapet 3 ou d'un organe d'obturation rotatif analogue, porté par un axe de commande 4. Conformément à l'invention, chaque ensemble clapet 3 / axe de commande 4 est intégré dans la structure de la portion de conduit 2 concernée ou dans la structure de la pièce 1 comprenant au moins une portion de conduit 2, au niveau d'une ouverture de passage en étant emprisonné, avec faculté de rotation, entre deux parties complémentaires 2', 2" ou 1 ", 1 "' formant par assemblage ladite portion de conduit 2 ou ladite pièce 1 et en étant montés dans des renfoncements de réception 5, 5' correspondants ménagés dans les parois des portions de conduits 2 et/ou dans un ou des palier(s) séparé(s) correspondant(s) 6 présent(s) sur l'une au moins des parties 1 ", 1 "' formant la pièce 1. L'invention s'applique aussi bien à une portion de conduit 2 à une ouverture de passage seule, qu'à plusieurs portions de conduits 2 ou ouvertures reliées ou non entre elles et disposées entre elles manière quelconque. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le dispositif de régulation peut comprendre un ensemble clapets / axe 4 s'étendant à plusieurs portions de conduits 2 ou ouvertures de passage de la piece 1 comprenant chacune un clapet 3, tous ces clapets 3 étant montés ou formés sur un axe de commande 4 unique. Par le terme "portion de conduit", il faut entendre dans la presente tout passage circulaire ou non pouvant être obturé par organe mobile du type clapet. Ce passage peut, le cas échéant, être réduit à une simple ouverture traversante ou ouverture de passage, la dimension axiale ou longitudinale de la portion de conduit 2 étant alors très réduite, voire nulle. Conformément à une caractéristique d'une variante de réalisation avantageuse, l'axe de commande 4 est pris en sandwich entre les parties 2', 2" constitutives de ladite au moins une portion de conduit 2 ou de ladite pièce 1, au niveau de la zone d'assemblage et de jonction desdites parties 2', 2 " ou 1 ", 1 "'. En outre, les lignes d'assemblage ou de jonction 2"', résultant de la mise en contact intime de la liaison entre les surfaces d'assemblage ou de jonction des deux parties constitutives 2' et 3, pourront être situées dans plan perpendiculaire à l'axe de la portion de conduit 2 concemée, mais egalement s'étendre selon d'autres directions en vue de faciliter l'assemblage des parties 2' et 2". Il suffit que les surfaces d'assemblage et de jonction soient définies de telle manière qu'elles débouchent sur au moins l'un des renfoncements de réception 5, 5' et découpent la portion de conduit 2 concernée pour permettre la mise en place de l'ensemble axe de commande 4 / clapet(s) 3 dans au moins l'une des parties constitutives 2' et 2" ou entre elles. Les fonctions de support et de guidage de l'axe de commande 4 portant le ou les clapets 3 en vue de son maintien et de sa rotation peuvent être accomplies au moyen de différentes solutions techniques décrites, à titre d'exemples non limitatifs, ci-après. Ainsi, selon une première variante de réalisation de l'invention, représentée notamment sur les figures 1, 2, 4 et 5, le support de l'axe de commande 4 et son guidage en rotation peuvent être assures, au moins en partie, par au moins un palier 6 extérieur à la paroi ou aux parois de la ou des portion(s) de conduit(s) 2 ou de la pièce 1 considéré(s) le cas échéant formé par assemblage de deux parties complémentaires présentes chacune sur l'une des parties 1 " et 1 111. Conformément à une seconde variante de réalisation, représentée aux figures 1 et 2 des dessins annexés, au moins un des paliers de support et de guidage 7 en rotation de l'axe de commande 4 peut être formé par coopération des renfoncements de réception opposés 5, 5' ménages dans les zones de jonction des parois des deux parties 2', 2" ou 1 ", 1 "' formant la ou les portion(s) de conduit(s) 2 ou la pièce 1, ledit ou lesdits paliers de support et de guidage 7 étant éventuellement rendus étanches avec sans interposition d'une pièce d'étanchéification 8 rapportée. Pour faciliter le guidage en rotation de l'axe 4 et l'assujettir en position, ledit axe de commande 4 peut comporter une ou plusieurs protubérances cylindriques 9 ou annulaires 9', formées d'un seul tenant avec ledit 4 ou rapportées sur ce dernier par surmoulage montage, et destinées à coopérer avec les paliers de support et de guidage 6, 7 ou avec des butées 10 de blocage en translation dudit axe de commande 4. Les protubérances 9, 9' pourront avantageusement consister en un matériau résistant à l'usure et/ou présentant un coefficient de friction réduit avec le matériau constituant les paliers de support et guidage 6 et 7. Selon une troisième variante de réalisation de l'invention, représentée aux figures 3 à 5 des dessins annexés, l'axe de commande 4 peut comporter des paliers de guidage en rotation 11 prémontés, emprisonnés et bloqués dans des paliers supports 12 formés lors de l'assemblage des deux parties 2' et 2" ou 1" et 1"' composant la ou les portion(s) de conduits 2 ou la pièce 1. Les paliers de guidage en rotation prémontés 11, par exemple sous forme de roulements à billes ou à aiguilles, peuvent éventuellement être totalement encapsulés dans les paliers supports 12 de manière à les protéger et à les bloquer en translation, ce rendra superflues les butées 10. Il est bien entendu évident pour l'homme du métier que les fonctions de support et de guidage de l'axe commande 4 pourront être réalisées soit en n'utilisant qu'une seule des solutions décrites ci-dessus, soit en les panachant. L'ensemble axe de commande 4 clapet(s) 3 pourra être obtenu soit par fixation (par exemple soudure, vissage, clipsage, pliage ou autres) de clapets métalliques sur un axe (métallique ou non), soit par surmoulage des clapets sur un axe métallique ou plastique (les protubérances 9 de guidage ou les paliers 11 étant mis en place sur l'axe avant ou après le surmoulage), ou encore par moulage d'un seul tenant d'un ensemble axe clapets en matériau plastique. L'assemblage entre les parties 2' et 2 " constitutives de la portion de conduit 2 et/ou entre les parties 1 " et constitutives de la pièce 1 pourra également être réalisé de différentes manières, telles que par exemple liaison mécanique, collage, soudure ou autres, en fonction de la nature du matériau constituant lesdites parties et 2" ou 1 " et 1 "'. Il convient également de noter que l'axe de commande 4 pourra être situé de manière centrale par rapport au(x) clapet(s) 3 ou, le cas échéant, excentré ou décentré, de manière à ne pas perturber le flux en position d'ouverture ou de passage maximum desdits clapets 3 (voir à ce sujet la demande de brevet français n' 99 02531 au nom de la demanderesse). Toutefois, selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, les deux parties 2' et 2" ou 1" 1 "' constitutives de la portion de conduit 2 et/ou de la pièce 1 sont réalisées en matériau thermoplastique et sont assemblées par soudure par vibration, les plans du joint étant configurés et disposés de telle manière qu' autorisent, le cas échéant, la mise en place de l'ensemble axe de commande 4 / clapet(s) 3 dans l'une au moins desdites deux parties ou entre elles. La présente invention a également pour objet un collecteur d'admission ou répartiteur 1 comprenant au moins une, et préférentiellement plusieurs, tubulures d'admission 2, sous forme de portions de conduits destinées à relier la chambre du collecteur ou répartiteur aux culasses, et constitué par l'assemblage d'au moins deux parties 1 ", 1 "' complémentaires (voir figures 3 à 5 et 7). Ce collecteur ou répartiteur d'admission 1 est caractérisé en ce qu'au moins certaines des tubulures 2 ou ouvertures de passage de ces dernières, et préférentiellement toutes, comportent un dispositif de régulation tel que décrit ci-dessus, intégré dans la structure dudit collecteur ou répartiteur 1 et formant un ensemble de régulation d'écoulement comprenant plusieurs clapets 3 montés ou formés sur un unique axe de commande 4 traversant lesdites tubulures d'admission 2 ou ouvertures de passage et pourvu à l'une de ses extrémités d'un moyen de solidarisation 13, notamment au moins d'accouplement en rotation, avec un mécanisme de transmission 14 relié à un actionneur ou avec un actionneur directement. Ledit actionneur pourra être de nature pneumatique, électrique, mécanique ou autre. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'axe de commande 4 muni de clapets 3 s'étend transversalement à proximité de l'une des extrémités des tubulures d'admission 2, à savoir au niveau sa zone de jonction avec la paroi lde la chambre du collecteur 1 ou au niveau de zone de jonction avec la platine de fixation sur les culasses, les paliers de support 12 et, le cas échéant, de guidage 6, 7, ainsi que les butées de blocage en translation 10 de l'axe de commande 4, étant au moins partiellement formés sur ladite paroi l' de la chambre du collecteur sur ladite platine de fixation. Ledit ensemble axe de commande 4 / clapets 3 pourra notamment être situé au niveau de l'interface tubulure d'admission 2 / chambre de collecteur 1 ou de l'interface tubulure d'admission 2 / culasses. Dans le premier cas en particulier, ledit ensemble pourra être pris en sandwich entre deux parties 1 " et 1 "' formant la chambre dudit collecteur ou répartiteur et présentant un plan ou une ligne d'assemblage ou de jonction traversant ladite région d'interface tubulure / collecteur au niveau des ouvertures débouchantes desdites tubulures dans la chambre dudit collecteur (figures 3 à 5). Conformément à une variante de réalisation de l'invention, representée notamment à la figure 7 des dessins annexés, de commande 4 peut traverser librement et sans contact les parois des tubulures d'amission 2 concernées, l'assemblage des parties constitutives 1 ", 1 "' collecteur 1 réalisant une enceinte étanche 15 autour de l'ensemble desdites tubulures d'admission 2 au niveau des zones de jonction, ladite enceinte étanche 15 étant complétée au niveau du passage de la portion d'axe de commande 4 sortante portant le moyen de solidarisation 13 par un bouchon axial annulaire 16, emmanché à chaud ou à force ou soudé au niveau dudit passage (ce bouchon portant des moyens d'étanchéification du passage de l'axe 4). Comme le montre également la figure 7 des dessins annexés, le moyen solidarisation 13 peut par exemple se présenter sous la forme d'un prolongement à section carrée de l'axe de commande 4, relié à une pièce femelle présentant un manchon de réception de forme complémentaire (par exemple clippage, collage, emmanchement à force et/ou à chaud ou analogue) faisant partie du mécanisme de transmission 14 relié ' un actionneur. mécanisme d'actionnement de l'axe de commande 4 pourra autoriser le déplacement des clapets 3 entre une position d'ouverture une position de fermeture (totales ou non), les positions extrêmes étant définies par une ou plusieurs butées mécaniques liées à l'axe de commande et préférentiellement situées à proximité de l'actionneur. Le déplacement entre les positions d'ouverture et de fermeture pourra s'effectuer soit en tout ou rien, soit de manière proportionnelle. En outre, la liaison entre l'axe de commande 4 et le mécanisme de transmission 14 pourra également s'effectuer à l'intérieur de l'enceinte étanche formée lors de l'assemblage des deux parties constitutives 1 " 1 "' du collecteur 1, la pièce femelle précitée s'étendant alors, de manière étanche à travers un orifice de passage correspondant. Par ailleurs, la présente invention a également pour obj un proce de fabrication d'un collecteur ou répartiteur d'admission 1 tel que décrit ci-dessus, à partir d'au moins deux parties 1", 1"' en matériau thermoplastique. Ce procédé consiste essentiellement à fournir une première partie 1" d'un collecteur d'admission 1, à mettre en place, dans des renfoncement 5, 5' et/ou des portions de palier 6, 12 de support et/ou de guidage adaptés, un axe de commande comportant plusieurs clapets 3 disposés chacun dans une ouverture de passage ou un passage de partie 2' de tubulure d'admission 2 correspondant, à fournir au moins une seconde partie 1 "' du collecteur d'admission 1 comportant, le cas échéant, les parties complémentaires 2" des tubulures d'admission 2 et à la ou les disposer en position d'assemblage avec la première partie 1" en emprisonnant ou prenant en sandwich l'axe de commande 4 avec les clapets 3 et, enfin, à assembler par soudage par vibration lesdites au moins deux parties 1 " 1 de collecteur d'admission 1. seconde partie 1 "' pourra soit participer directement à l'emprisonnement de l'ensemble axe 4 / clapets 3 en étant en contact direct avec ledit ensemble (prise en sandwich et pincement de l'axe 4 entre les deux parties " et 1 "', éventuellement au niveau de la ligne d'assemblage entre les deux partie 2' et 2" des portions de conduit 2), soit constituer uniquement une portion de couverture ou un couvercle par rapport a la première partie 1 ", cette dernière assurant, le cas échéant, seul le support et le guidage en rotation de l'ensemble axe 4 / clapets 3. Il résulte de ce qui précède que la base de l'invention consiste à procéder, dans un premier temps, au montage de l'ensemble axe de commande 4 / clapet(s) 3 sur une partie 1 ", 2' ou entre deux parties 1 " et 1 "', 2' et 2" (ledit ensemble étant éventuellement maintenu en place par des portions de palier 5, 5, 6 ou 11) puis, dans un deuxième temps, à réaliser l'opération d'assemblage des deux parties 1 " et 1 "', 2' et 2 " constitutives de la portion de conduit 2, du collecteur ou répartiteur 1 ou de tout autre objet ou structure destiné(e) à comporter un dispositif de régulation selon l'invention. L'invention permet d'aboutir à une solution technique réduisant au minimum les opérations nécessaires à la mise en place et au montage du dispositif de régulation (sans interférer avec le procédé de fabrication existant et sans le rallonger), peu encombrante et aboutissant à une intégration complète dudit dispositif de régulation (protection face aux chocs). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS . Dispositif de régulation de l'écoulement d'un fluide notamment gazeux, dans au moins une portion de conduit, un passage similaire au moyen d'un clapet ou d'un organe d'obturation rotatif analogue, porté par axe de commande, caractérisé en ce que chaque ensemble clapet (3) de commande (4) est intégré dans la structure de la portion de conduit concernée ou dans la structure de la pièce (1) comprenant moins une portion de conduit (2), au niveau d'une ouverture de passage, en étant emprisonné, avec faculté de rotation, entre deux parties complémentaires (2', 2 " ou 1 ", 1 "') formant par assemblage ladite portion de conduit (2) ladite pièce (1) et en étant montés dans des renfoncements de réception 5') correspondants ménagés dans les parois des portions de conduits (2) et/ou dans un ou des palier(s) séparé(s) correspondant(s) (6) présent(s) l'une au moins des parties (1 ", 1 "') formant la pièce (1). Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'axe de commande (4) est pris en sandwich entre les parties (2', 2") constitutives de ladite au moins une portion de conduit (2) ou de ladite pièce (1), niveau de la zone d'assemblage et de jonction desdites parties (2, 2 " ou 1 1 "'). 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et caractérisé en ce que le support de l'axe de commande (4) et son guidage en rotation sont assurés, au moins en partie, par au moins un palier (6) extérieur à la paroi ou aux parois de la ou des portion(s) de conduit(s) (2) de la pièce (1) considéré(s), le cas échéant formé par assemblage de deux parties complémentaires. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé ce qu'au moins un des paliers de support et de guidage (7) rotation l'axe de commande (4) est formé par coopération renfoncements de réception opposés (5, 5') ménagés dans les zones de jonction des parois des deux parties (2', 2" ou 1", 1"') formant la ou les portion(s) de conduit(s) (2) ou la pièce (1), ledit ou lesdits paliers de support et de guidage (7) étant éventuellement rendus étanches avec ou sans interposition d'une pièce d'étanchéification (8) rapportée. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'axe de commande (4) comporte une ou plusieurs protubérances cylindriques (9) ou annulaires (9% formées d'un seul tenant avec ledit axe (4) ou rapportées sur ce dernier par surmoulage montage et destinées coopérer avec les paliers de support et de guidage (6, 7) ou avec des butées (10) de blocage en translation dudit axe de commande (4). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'axe de commande (4) comporte paliers de guidage en rotation (11) prémontés, emprisonnés dans des paliers supports (12) formés lors de l'assemblage des deux parties (2' et 2" ou 1" et 1"') composant la ou les portion(s) de conduits (2) ou la pièce (1). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les deux parties (T et 2 " ou 1 " et 1 "') constitutives de la portion de conduit (2) et/ou de la pièce (1) sont réalisées en matériau thermoplastique et sont assemblées par soudure par vibration. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble clapets (3) / axe (4) s'étendant à plusieurs portions de conduits (2) ou ouvertures de passage de la pièce (1) comprenant chacune un clapet (3), tous ces clapets (3) étant montés ou formés sur un axe de commande (4) unique. 9. Collecteur d'admission comprenant au moins une, et préférentiellement plusieurs, tubulures d'admission, sous forme de portions de conduits destinées à relier la chambre du collecteur aux culasses, et constitué par l'assemblage d'au moins deux parties complémentaires, caractérisé en ce qu'au moins certaines des tubulures (2) ou ouvertures de passage de ces dernières, et préférentiellement toutes, comportent un dispositif de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, formant un ensemble de régulation d'écoulement comprenant plusieurs clapets (3) montés ou formés sur un unique axe de commande (4) traversant lesdites tubulures d'admission (2) ou ouvertures de passage et pourvu à l'une de ses extrémités d'un moyen de solidarisation (13), notamment au moins d'accouplement en rotation, avec un mécanisme de transmission (14) relié à un actionneur ou avec un actionneur directement. 10. Collecteur d'admission selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'axe de commande (4) muni de clapets (3) s'étend transversalement à proximité de l'une des extrémités des tubulures d'admission (2), à savoir au niveau de sa zone de jonction avec la paroi (F) de la chambre du collecteur ou au niveau de sa zone de jonction avec la platine de fixation sur les culasses, les paliers de support (12) et, le cas échéant, de guidage (6, 7), ainsi que les butées de blocage en translation (10) de l'axe de commande (4), étant au moins partiellement formés sur ladite paroi (F) de la chambre du collecteur ou sur ladite platine de fixation. Il. Collecteur d'admission selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'axe de commande (4) traverse librement et sans contact les parois des tubulures d'amission (2) concernées, l'assemblage des parties constitutives (I ", 1 "') du collecteur (1) réalisant une enceinte étanche (15) autour de l'ensemble desdites tubulures d'admission (2) au niveau des zones de jonction, ladite enceinte étanche (15) étant complétée au niveau du passage de la portion d'axe de commande (4) sortante portant le moyen de solidarisation (13) par un bouchon axial annulaire (16), emmanché chaud ou à force ou soudé au niveau dudit passage. 12. Procédé de fabrication d'un collecteur d'admission selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, à partir d'au moins deux parties en matériau thermoplastique, caractérisé en ce qu'il consiste essentiellement fournir une première partie (l") d'un collecteur d'admission (1), à mettre en place, dans des renfoncement (5, 5') et/ou des portions de palier (6, 12) de support et/ou de guidage adaptés, un axe de commande comportant plusieurs clapets (3) disposés chacun dans une ouverture de passage ou un passage de partie (T) de tubulure d'admission (2) correspondant, à fournir au moins une seconde partie (I "') du collecteur d'admission (1) comportant, le cas échéant, les parties complémentaires (2") des tubulures d'admission (2) et à la ou les disposer en position d'assemblage avec la première partie (1 ") en emprisonnant ou prenant en sandwich l'axe de commande (4) avec les clapets (3) et, enfin, à assembler par soudage par vibration lesdites au moins deux parties (I ", 1 "') de collecteur d'admission (1).