Brevet FR2919703A1 — publié le 20090206

La présente invention a pour objet une vanne d'étranglement destinée à être montée dans la tubulure d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile. De telles vannes d'étranglement ont pour fonction de per-5 mettre de réguler le volume d'air devant être fourni au moteur pour la combustion du carburant. Elles comportent de manière classique un volet d'étranglement en forme de disque monté pivotant autour d'un axe de pivotement dans un boîtier d'étranglement, ainsi qu'un actionneur électrique coopérant avec un capteur de position pour commander le pivotement du volet d'étranglement. Ce pivotement permet de régler la section de passage de la tubulure d'aspiration entre zéro, c'est-à-dire la position de fermeture du volet d'étranglement, et une valeur maximum. 15 Les vannes d'étranglement actuellement proposées sur le marché correspondent à des systèmes hyperstatiques sujets à des phénomènes de grippage voire de blocage en particulier au niveau des paliers sur lesquels est monté l'axe de pivotement du volet d'étranglement. De tels phénomènes sont dus à des déformations consécu- 20 tives à des efforts, à des vibrations ou à des variations de température, voire à un ajustage dimensionnel insuffisant. Ils sont d'autant plus fréquents que la température régnant dans les moteurs à combustion interne varie fortement selon les conditions de fonctionnement et les conditions climatiques, et nuisent forte- 25 ment au bon fonctionnement des véhicules. La présente invention a pour objet de remédier à cet incon-vénient. A cet effet, elle propose une vanne d'étranglement du type susmentionné comportant des moyens de liaison permettant de créer un 30 découplage mécanique similaire à un joint de cardan entre l'axe de sortie de l'actionneur ou axe de commande et l'axe de pivotement du volet d'étranglement. Selon l'invention, de tels moyens de liaison sont de préférence constitués par une biellette respectivement reliée à l'axe de corn- 35 mande et à l'axe de pivotement du volet d'étranglement à ses extrémités au moyen d'une articulation à rotule. Ce découplage de l'axe de commande et de l'axe de pivote-ment du volet d'étranglement est particulièrement avantageux dans la me- sure où il permet d'éviter les phénomènes de grippage de l'axe de pivote-ment dans les paliers en compensant d'éventuelles déformations, notamment consécutives à des tolérances de montage, à des vibrations, à des variations de température... Selon une autre caractéristique de l'invention, la biellette de liaison comporte deux cavités sphériques constituant les parties femelles des articulations à rotule dont les parties mâles associées sont respectivement solidaires de l'axe de commande et de l'axe de pivotement du volet d'étranglement. De façon connue en elle-même, l'axe de pivotement du volet d'étranglement peut être équipé d'un élément d'entraînement essentielle-ment cylindrique sur lequel est monté un ressort de rappel permettant de ramener automatiquement le volet d'étranglement dans sa position de fermeture en l'absence de toute contrainte extérieure s'exerçant sur lui. Selon l'invention, la partie mâle de l'articulation à rotule associée à cet axe de pivotement peut elle aussi avantageusement être montée sur un tel élément d'entraînement. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'actionneur est en prise directe avec le volet d'étranglement par l'intermédiaire des 20 moyens de liaison. Une telle configuration de la vanne d'étranglement conforme à l'invention permet de simplifier dans une large mesure le processus de montage de l'actionneur, suite à l'absence d'organe de transmission auxiliaire. 25 Elle permet parallèlement d'abaisser notablement le coût global de la vanne d'étranglement qui ne comporte ainsi qu'un nombre restreint de pièces et peut de surcroît accepter des tolérances de fabrication moins strictes. Les vannes d'étranglement classiques actuellement propo- 30 Sées sur le marché présentent également l'inconvénient de donner lieu à des fuites importantes lorsque le volet d'étranglement est en position de fermeture. Ces fuites sont en particulier consécutives à des déformations dues à des variations de température ou à une augmentation ou une 35 diminution de la pression. La présente invention a également pour objet de remédier à cet inconvénient. 5 10 A cet effet, et selon une autre caractéristique préférentielle de celle-ci, le volet d'étranglement est constitué par un élément en matière plastique revêtu d'un élastomère définissant des lèvres d'étanchéité à sa périphérie. La présence de cet élastomère confère au volet d'étranglement une souplesse lui permettant de garantir la quasi absence de fuites en position de fermeture. Il présente en outre l'avantage de diminuer l'émission de bruit en cas de fermeture rapide du volet d'étranglement. Les caractéristiques de la vanne d'étranglement qui fait l'objet de l'invention seront décrites plus en détail en se référant aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective éclatée des principaux éléments constitutifs de cette vanne, 15 - la figure 2 représente le carter de l'actionneur, - la figure 3 représente l'axe de pivotement du volet d'étranglement, - les figures 4a et 4b sont respectivement des vues de dessus et de des-sous de la biellette de liaison. Selon la figure 1, la vanne d'étranglement est essentielle- 20 ment constituée d'un volet d'étranglement 1 en forme de disque monté dans un boîtier d'étranglement 2 fixé à la partie interne de la tubulure d'aspiration d'un moteur à combustion interne ainsi que d'un actionneur électrique non représenté sur les figures qui est logé à la partie interne d'un carter d'actionneur 3 représenté plus précisément sur la figure 2. 25 Le carter d'actionneur 3 est fixé latéralement sur le boîtier d'étranglement 2 au moyen de vis auto-taraudeuses 4. Le volet d'étranglement 1 est constitué par un élément en forme de disque réalisé en matière plastique qui est revêtu d'un élastomère définissant des lèvres d'étanchéité 5 à sa périphérie. 30 Le volet d'étranglement 1 est monté pivotant autour d'un axe de pivotement 6 représenté plus précisément sur la figure 3. L'actionneur électrique logé à la partie interne du carter d'actionneur 3 permet de commander le pivotement du volet d'étranglement 1 entre une position de fermeture dans laquelle il bloque le 35 passage d'air dans la tubulure d'aspiration du moteur et une position d'ouverture dans laquelle la section de passage de la tubulure d'aspiration est réglée à une valeur maximum, ce d'une façon qui sera décrite plus en détail dans la suite de cet exposé. Selon les figures 1 et 3, l'axe de pivotement 6 du volet d'étranglement 1 est équipé, à son extrémité située en regard du carter d'actionneur 3, d'un élément d'entraînement 7 essentiellement cylindrique sur lequel est monté un ressort de rappel 8. Ce ressort de rappel 8 permet de ramener automatiquement le volet d'étranglement 1 dans sa position de fermeture en l'absence de toute contrainte extérieure s'exerçant sur lui. Selon la figure 1, l'axe de pivotement 6 et le volet d'étranglement 1 sont montés à la partie interne du boîtier d'étranglement 2 sur des paliers 9, 9' avec interposition d'un joint d'étanchéité 10. Selon les figures 1, 2, 4a et 4b, une biellette de liaison 11 permet de découpler mécaniquement l'axe de pivotement 6 du volet d'étranglement 1 et l'axe de sortie 12 de l'actionneur qui constitue l'axe de commande de ce volet 1. L'actionneur est ainsi en prise directe avec le volet d'étranglement 1 par l'intermédiaire de la biellette de liaison 11, sans interposition d'organes de transmission autres. Un capteur de position non représenté sur les figures détecte à tout instant la position angulaire réelle du volet d'étranglement 1 et coopère avec l'actionneur pour commander le pivotement de ce volet 1 autour de son axe de pivotement 6. Selon les figures 4a et 4b, la biellette de liaison 11 est mu-nie à ses extrémités respectives de deux cavités sphériques 13, 14 constituant chacune la partie femelle d'une articulation à rotule. Selon la figure 2, la partie mâle associée à la cavité sphérique 13 est une rotule 15 fixée à un embout 16 solidaire de l'axe de sortie 12 de l'actionneur. Selon la figure 3, la partie mâle associée à la cavité sphérique 14 est une rotule 17 fixée à la périphérie externe de l'élément d'entraînement 7 de l'axe de pivotement 6 du volet d'étranglement 1. Ce découplage de l'axe de sortie 12 de l'actionneur et de l'axe de pivotement 6 du volet d'étranglement 1 par l'intermédiaire de la biellette de liaison 11 permet d'éviter les problèmes de blocage et de grippage du volet d'étranglement 1 et de son axe de pivotement 6, en particu- lier sous l'effet de déformations dues à des variations de température ou à des vibrations. REVENDICATIONS 1 ) Vanne d'étranglement destinée à être montée dans la tubulure d'aspiration d'air d'un moteur à combustion interne et comportant un vo-let d'étranglement (1) en forme de disque monté pivotant dans un boîtier d'étranglement (2), autour d'un axe de pivotement (6), et dont le pivote-ment permet de régler la section de passage de la tubulure d'aspiration entre zéro, c'est-à-dire la position de fermeture du volet d'étranglement (1), et une valeur maximum, ainsi qu'un actionneur électrique coopérant avec un capteur de position pour commander le pivotement du volet d'étranglement (1), caractérisée en ce qu' elle comporte des moyens de liaison (11 ; 13, 15 ; 14, 17) permettant de créer un découplage mécanique similaire à un joint de cardan entre l'axe de sortie (12) de l'actionneur ou axe de commande et l'axe de pivotement (6) du volet d'étranglement (1). 2 ) Vanne d'étranglement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de liaison sont constitués par une biellette (11) respectivement reliée à l'axe de commande (12) et à l'axe de pivotement (6) du volet d'étranglement (1) à ses extrémités au moyen d'une articulation à rotule (13,15;14,17). 3 ) Vanne d'étranglement selon la revendication 2, caractérisée en ce que la biellette de liaison (11) comporte deux cavités sphériques (13, 14) constituant les parties femelles des articulations à rotule dont les parties mâles (15, 17) associées sont respectivement solidaires de l'axe de commande (12) et de l'axe de pivotement (6) du volet d'étranglement (1). 4 ) Vanne d'étranglement selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'axe de pivotement (6) du volet d'étranglement (1) est équipé d'un élément d'entraînement (7) essentiellement cylindrique sur lequel est monté un ressort de rappel (8) permettant de ramener automatiquement le volet d'étranglement (1) dans sa position de fermeture en l'absence de toute contrainte extérieure s'exerçant sur lui, ainsi que la partie mâle (17) de l'articulation à rotule associée. 5 ) Vanne d'étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que l'actionneur est en prise directe avec le volet d'étranglement (1), par l'intermédiaire des moyens de liaison (11 ; 13, 15 ; 14, 17). 6 ) Vanne d'étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le volet d'étranglement (1) est constitué par un élément en matière plastique revêtu d'un élastomère définissant des lèvres d'étanchéité (5) à sa périphérie.