Brevet FR2937109A1 — publié le 20100416

Vanne EGR comportant une tôle de support L'invention concerne le domaine des moteurs thermiques notamment pour véhicules automobiles. Elle concerne plus particulièrement une vanne de recirculation de gaz d'échappement. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Les systèmes de recirculation de gaz d'échappement sont connus sous la dénomination EGR pour � Exhaust Gaz Recirculation � et permettent de réinjecter des gaz d'échappement à l'admission d'un moteur à explosion pour notamment réduire les émissions polluantes. Pour doser la quantité de gaz d'échappement à réinjecter, ces systèmes comportent généralement une vanne 15 telle que celle décrite dans le document EP 1 605 155. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour but de simplifier et d'optimiser une telle vanne de recirculation. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION 20 A cet effet, l'invention vise une vanne de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne, comportant : - un actionneur rotatif adapté à entraîner en rotation un pignon ; 25 - un sous-ensemble de soupape comportant une roue d'entrée, une soupape, et un dispositif de transformation de mouvement adapté à convertir la rotation de la roue d'entrée en translation de la soupape ; - une roue de transmission engrenant d'une part 30 avec le pignon et d'autre part avec la roue d'entrée ; caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une tôle de support dans laquelle sont pratiquées une première ouverture, dans laquelle est disposé l'actionneur rotatif, et une deuxième ouverture dans laquelle est disposé le 35 sous-ensemble de soupape, un arbre saillant étant fixé à la tôle de support et la roue de transmission étant montée à rotation sur l'arbre saillant. Il est ainsi possible, dans une telle vanne de recirculation, de se passer de corps de fonderie dans la mesure où la tôle support assure seule la mise en position des organes de la vanne. De plus, les trois principaux éléments de la chaîne de transmission de la vanne (c'est-à-dire l'actionneur, la roue de transmission, et le sous-ensemble de soupape) sont montés sur un seul et même élément (la tôle support) ce qui permet de réduire considérablement les dispersions de montage ainsi que les incertitudes liées aux chaînes de cote. L'emploi de la tôle support permet également une importante réduction des coûts de fabrication puisque le découpage et éventuellement l'emboutissage d'une simple tôle remplace, en référence à l'état de la technique, le moulage de plusieurs pièces et leur montage les unes par rapport aux autres. Le moteur, le sous-ensemble de soupape, et l'arbre saillant sont de préférence portés uniquement par la tôle de support, sans contact avec d'autres éléments de support ou de protection. La vanne selon l'invention peut en outre comporter les caractéristiques préférées suivantes, prises seules ou 25 en combinaison : - la vanne comporte en outre un capot de protection du pignon, de la roue d'entrée et de la roue de transmission, ce capot étant monté directement sur la tôle de support ; 30 - les axes desdites ouvertures et de l'arbre saillant sont parallèles ; - lesdites ouvertures sont traversantes vis-à-vis de la tôle de support ; - lesdites ouvertures sont disposées de part et 35 d'autre de l'arbre saillant ; - l'axe de rotation du pignon et la carcasse du moteur sont coaxiaux ; - l'axe de translation de la soupape et le contour de l'ensemble de soupape sont coaxiaux ; - le moteur est étanche sur sa portion s'étendant à 5 partir de la tôle de support dans la direction opposée au pignon ; - un joint est disposé entre le moteur et la tôle de support ; - la tôle de support comporte une première jupe 10 bordant la première ouverture ; - la tôle de support comporte une deuxième jupe bordant la deuxième ouverture ; - la tôle de support comporte une collerette périphérique ; 15 - la tôle de support comporte un rebord perpendiculaire reliant la collerette au reste de la tôle de support ; - la tôle de support comporte des nervures de rigidification. 20 Un autre objet de l'invention vise un procédé de fabrication d'une vanne telle que décrite ci-dessus. Ce procédé, particulièrement avantageux en termes de coût de fabrication, comporte les étapes suivantes : - fournir une tôle métallique ; 25 - emboutir ladite tôle ; - pratiquer les ouvertures ; - fixer l'arbre saillant ; - fixer le moteur et le sous-ensemble de soupape ; - monter la roue de transmission sur l'arbre 30 saillant ; - monter un capot directement sur la tôle de support. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la 35 description qui va suivre d'un mode de réalisation préféré et non limitatif, description faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une vanne de recirculation selon l'invention ; - la figure 2 est une vue latérale de la vanne de 5 la figure 1 dont le capot de protection n'est pas représenté ; - la figure 3 est une vue en perspective de la tôle de support de la vanne des figures 1 et 2 ; - la figure 4 est une vue en perspective de la tôle 10 de support d'une vanne selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 5 est une vue en perspective de la vanne de recirculation selon le deuxième mode de réalisation de l'invention ; 15 - la figure 6 est une vue en perspective de l'actionneur rotatif utilisé dans les deux modes de réalisation des figures 1 à 5. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION La figure 1 représente une vanne de recirculation 20 selon l'invention. Elle comporte un actionneur rotatif constitué d'un moteur électrique 1, une soupape 2, et un corps qui comporte ici une tôle de support 3. Un capot de protection 4, réalisé en un polymère résistant à la chaleur, est monté sur la tôle de support 3 pour protéger 25 les organes de la vanne et pour porter le connecteur électrique 5 permettant de câbler le moteur 1 et d'autres éléments éventuels tel qu'un capteur de position de la soupape 2. Cette vanne est destinée à être montée sur un 30 conduit, grâce aux pattes de fixation 6 liées à la tôle de support 3, de sorte que la soupape 2 puisse agir de manière classique contre un siège (non représenté) pour doser les gaz d'échappement qui sont réinjectés à l'admission. Sur la figure 2, le capot 4 ayant été ôté, les 35 organes internes de la vanne sont visibles. En plus du moteur 1, la vanne comporte un sous-ensemble de soupape 7 adapté à transformer un mouvement de rotation d'une roue d'entrée 8 en un mouvement de translation de la soupape 2. Un tel sous-ensemble de soupape est classique (voir par exemple le document EP 1 605 155 cité plus haut) et ne sera pas décrit plus en détail ici. La roue d'entrée 8 n'est définie que sur un secteur angulaire correspondant à l'amplitude maximale que l'on prévoit pour la course de la soupape 2. Un pignon 9 est fixé sur l'arbre de sortie du moteur 1 et engrène avec une première portion dentée 10 d'une roue de transmission 11. La roue de transmission 11 engrène également, via une deuxième portion dentée 12, avec la roue d'entrée 8 du sous-ensemble de soupape 7. La première 10 et deuxième 12 portions dentées sont rigidement liées, la roue de transmission 11 étant faite d'une seule pièce ou de plusieurs rigidement liées. La présence des deux portions dentées 10, 12 permet de définir un rapport de réduction en fonction du moteur 1 utilisé, étant entendu que, en variante non représentée, la roue de transmission 10 peut ne comporter qu'une seule portion dentée qui engrène à la fois avec le pignon 9 et la roue d'entrée 8. La roue de transmission 10 est montée à rotation sur un arbre 13 saillant transversalement à la tôle support 3. La tôle support 3 est représentée seule à la figure 3. Il s'agit dans le présent exemple d'une tôle emboutie sur laquelle est fixée l'arbre 13 et dans laquelle sont pratiquées une première ouverture 14 destinée à loger le moteur 1 et une deuxième ouvertures 15 destinée à loger le sous-ensemble de soupape 7. Les ouvertures 14, 15 sont ici disposées de part et d'autre de l'arbre 13 qui est fixé perpendiculairement à la tôle 3 par soudage, vissage ou tout autre moyen. Des nervures 16 peuvent être formées sur la tôle 3 lors de l'emboutissage, afin de la rigidifier. Pour les mêmes raisons, une collerette périphérique 17 peut également être formée sur la tôle 3 lors de l'emboutissage. Dans le présent exemple, les ouvertures 14, 15 sont entourées chacune d'une jupe 18, 19 saillant perpendiculairement à l'ouverture correspondante. Ces jupes sont ici avantageusement formées lors de l'emboutissage de la tôle de support 3 et peuvent comporter des rétrécissement de diamètre pour des raisons de rigidité et pour s'ajuster au diamètre de l'élément destiné à y prendre place (moteur 1 ou ensemble de soupape 7). Le moteur 1 et l'ensemble de soupape 7 sont ainsi montés dans l'ouverture 14, 15 correspondante de sorte qu'ils soient maintenus par montage serré, soudage, vissage ou tout autre moyen connu. Les jupes 18, 19 permettent un montage serré plus robuste des éléments 1, 7 sur la tôle 3. La carcasse du moteur 1, la périphérie de l'ensemble de soupape 7, et l'arbre 13 sont ainsi chacun mis en position directement par rapport à la tôle 3. Or, la carcasse du moteur 1 détermine la position de l'axe de rotation du pignon 9 et l'ensemble de soupape 7 détermine la position de l'axe de translation de la soupape 7. L'axe de rotation du pignon 9, l'axe de translation de la soupape 7 et l'arbre 13 sont donc tous trois mis chacun directement en position par rapport à une même pièce (la tôle 3) et, étant chacun, dans le présent exemple, perpendiculaires à la tôle 3, ils sont tous trois parallèles entre eux pour permettre un fonctionnement sûr de l'engrenage 9, 11, 8. Le parallélisme de ces axes ne dépend alors que d'une chaîne de cote réduite. La figure 4 illustre une variante de la tôle de support. Les éléments similaires à la réalisation de la figure 3 sont numérotés de la même manière. La tôle de support 3 présente, selon cette variante, un embouti plus profond de sorte que la collerette 17 est plus éloignée des ouvertures 14, 15 qu'un rebord 24 perpendiculaire est formé entre la collerette 17 et le reste de la tôle 3. Selon cette variante, la tôle 3 gagne encore en rigidité. L'arbre 13 est de plus monté sur une embase 20 lui assurant une bonne perpendicularité avec la tôle, même sous contrainte. La figure 5 montre cette tôle de support 3 coopérant avec le moteur 1, l'ensemble de soupape 7 et la roue de transmission 11, qui sont identiques à ceux de la figure 2. Le moteur 1 est ici monté dans son ouverture 14, dont la jupe 18 se réduit à une nervure de renfort, et maintenu en place par l'intermédiaire d'une plaque 21 soudée au moteur 1 d'une part et soudée à la collerette 17 d'autre part. D'autres moyens de fixation connus peuvent bien entendu être utilisés. Le moteur 1 peut par exemple être emmanché en force dans l'ouverture 14, ou encore soudé. Un bon maintien du moteur 1 est ainsi garanti de sorte que l'axe de rotation du pignon 9 soit bien perpendiculaire à la tôle 3. Le moteur 1 de cette figure 5 est représenté seul à la figure 6. La plaque 21 comporte une encoche 22 pour ne pas interférer avec la roue de transmission 11 (voir figure 6). Le moteur 1 comporte de plus, dans le présent exemple, un joint torique 23 qui, lorsque le moteur 1 est fixé dans l'ouverture 14, assure l'étanchéité du montage. Les connexions électriques (non représentées) du moteur 1 sont avantageusement disposées sur le dessus du moteur, c'est-à-dire à proximité du pignon 9, et par exemple entre la carcasse et la plaque 21. Ces connexions électriques pourront ainsi être directement câblées au connecteur 5 (voir figure 1) par l'intérieur du capot 4, tandis que la carcasse du moteur 1 est étanche sous le joint torique 23. La vanne selon l'invention permet ainsi de s'affranchir d'un capot de protection disposé autour du moteur, comme c'est le cas dans l'art antérieur où ce capot est généralement réalisé sous forme d'une fonderie en alliage d'aluminium qui a pour inconvénient de mettre en contact thermique l'enveloppe du moteur avec les gaz d'échappement chauds ce qui conduit à un échauffement du moteur, qui est donc ici évité. Des variantes de réalisation de l'invention pourront être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Notamment, la forme de la tôle de support emboutie pourra être adaptée en fonction des éléments qu'elle supporte ou de son mode de montage sur le moteur thermique auquel elle est destinée.10 REVENDICATIONS1. Vanne de recirculation de gaz d'échappement pour moteur à combustion interne, comportant : - un actionneur rotatif (1) adapté à entraîner en rotation un pignon (9) ; - un sous-ensemble de soupape (7) comportant une roue d'entrée (8), une soupape (2), et un dispositif de transformation de mouvement adapté à convertir la rotation de la roue d'entrée (8) en translation de la soupape (2) ; - une roue de transmission (11) engrenant d'une part avec le pignon (9) et d'autre part avec la roue d'entrée (8) ; caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une tôle de support (3) dans laquelle sont pratiquées une première ouverture (14), dans laquelle est disposé l'actionneur rotatif (1), et une deuxième ouverture (15) dans laquelle est disposé le sous-ensemble de soupape (7), un arbre saillant (13) étant fixé à la tôle de support (3) et la roue de transmission (11) étant montée à rotation sur l'arbre saillant (13). 2. Vanne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un capot (4) de protection du pignon (9), de la roue d'entrée (8) et de la roue de transmission (11), ce capot (4) étant monté directement sur la tôle de support (3). 3. Vanne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les axes des ouvertures (14, 15) et de l'arbre saillant (13) sont parallèles. 4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les ouvertures (14, 15) sont traversantes vis-à-vis de la tôle de support (3). 5. Vanne selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les ouvertures (14, 15) sont disposées de part et d'autre de l'arbre saillant (13). 6. Vanne selon l'une des revendications 1 à 5,caractérisée en ce que l'axe de rotation du pignon (9) et la carcasse du moteur (1) sont coaxiaux. 7. Vanne selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'axe de translation de la soupape (2) et le contour de l'ensemble de soupape (7) sont coaxiaux. 8. Vanne selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le moteur (1) est étanche sur sa portion s'étendant à partir de la tôle de support (3) dans la direction opposée au pignon (9). 9. Vanne selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'un joint (23) est disposé entre le moteur (1) et la tôle de support (3). 10. Vanne selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la tôle de support (3) comporte une première jupe (18) bordant la première ouverture (14). 11. Vanne selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la tôle de support (3) comporte une deuxième jupe (19) bordant la deuxième ouverture (15). 12. Vanne selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que la tôle de support (3) comporte une collerette périphérique (17). 13. Vanne selon la revendication 12, caractérisée en ce que la tôle de support (3) comporte un rebord perpendiculaire (24) reliant la collerette (17) au reste de la tôle de support (3). 14. Vanne selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la tôle de support (3) comporte des nervures (16) de rigidification. 15. Procédé de fabrication d'une vanne selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - fournir une tôle métallique (3) ; - emboutir ladite tôle (3) ; - pratiquer les ouvertures (14, 15) ; - fixer l'arbre saillant (13) ;- fixer le moteur (1) et le sous-ensemble de soupape (7) ; - monter la roue de transmission (11) sur l'arbre saillant (13) ; - monter un capot (4) directement sur la tôle de support (3).