Brevet FR3019614A1 — publié le 20151009

VANNE À CONDUIT TUBULAIRE RENFORCÉ L'invention concerne une vanne, notamment une vanne destinée à être mise en oeuvre dans le domaine automobile. L'invention vise plus particulièrement une vanne de recirculation des gaz d'échappement, ou vanne EGR, de l'anglais « Exhaust Gas Recirculation ». L'invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'une telle vanne. Dans le domaine automobile, il est connu de mettre en oeuvre des vannes comprenant un corps de vanne formant un conduit de passage d'un fluide, un siège de vanne reçu dans le conduit et une soupape adaptée à sélectivement venir en appui contre le siège de vanne pour obturer le conduit. Le siège de vanne doit être fixé dans le conduit de passage, ce qui est peut être réalisé par insertion en force du siège de vanne dans le conduit puis sertissage du siège de vanne par déformation locale de la matière formant la paroi du conduit de passage. Cependant, pour des raisons de poids et de coût, essentiellement, la paroi du conduit de passage peut, au moins sur certains secteurs angulaires, être relativement fine, notamment sur les secteurs angulaires de la paroi du conduit orientés vers l'extérieur du corps de vanne. La paroi, sur ces secteurs angulaires peut être tubulaire. Les autres secteurs angulaires, orientés vers l'intérieur du corps de vanne, peuvent correspondre à une partie plus massique du corps de vanne. Or, il a été constaté une déformation locale non souhaitée de la paroi du conduit de passage au moment de l'insertion en force du siège de vanne dans le conduit et/ou lors de la déformation nécessaire pour le sertissage du siège de vanne dans le conduit. Cette déformation non souhaitée peut être telle que la le siège de vanne lui-même se déforme. Cette déformation du siège de vanne peut par exemple empêcher d'avoir un appui complet de la soupape sur le siège de vanne lors de la fermeture de la vanne, un passage restant passant dans le conduit de passage, entre le siège de vanne et la soupape. Ce problème de déformation non souhaitée a été plus particulièrement observé quand le corps de vanne est réalisé par moulage sous pression. En effet, dans ce cas, la matière formant le corps de vanne est de structure plus fragile. En outre, dans ce cas, cette déformation non souhaitée peut créer des chemins de fuite. L'invention a pour but de proposer une vanne EGR, et de manière plus générale, une vanne, notamment pour véhicule automobile, ne présentant pas les inconvénients susmentionnés. Notamment, l'invention vise à proposer une vanne dans laquelle le siège de vanne est fixé de manière efficace. À cet effet, l'invention propose une vanne, notamment une vanne pour véhicule automobile, en particulier une vanne de recirculation des gaz d'échappements, comprenant : un corps de vanne formant un conduit de passage d'un fluide et une surface annulaire de réception d'un siège de vanne, un siège de vanne reçu sur la surface annulaire, et une soupape adaptée à sélectivement venir en appui contre le siège de vanne pour obturer le conduit de passage, une partie au moins du corps de vanne autour du conduit étant tubulaire, avec au moins un relief de renfort sensiblement au niveau du siège de vanne. Ainsi, en renforçant le corps de vanne an niveau de la surface annulaire recevant le siège de vanne, on évite une déformation non voulue de la paroi du conduit de passage au moment du sertissage du siège de vanne. Selon des modes de réalisation préférés, la vanne peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison : le ou les reliefs de renfort comportent une nervure ; le ou les reliefs de renfort présentent une hauteur, mesurée radialement à partir de la partie tubulaire du corps de vanne, supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 2,5 mm, et/ou inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 3 mm et/ou une épaisseur, mesurée selon la direction de l'axe de la partie tubulaire, supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 2,5 mm, et/ou inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 3 mm ; la position du ou des reliefs de renfort coïncide axialement avec la position du siège de vanne ; le ou les reliefs de renfort présentent une section sensiblement trapézoïdale, la grande base du trapèze étant orientée vers la partie tubulaire du corps de vanne ; le ou les reliefs de renfort s'étendent sur une portion angulaire autour du conduit d'au moins 90°, de préférence d'au moins 180° ; le corps de vanne est réalisé par injection sous pression ; la soupape est en inox et/ou le corps de vanne en alliage d'aluminium ; et le siège de vanne est serti sur la surface annulaire, par déformation locale du corps de vanne. Selon un autre aspect, l'invention se rapporte à un procédé de fabrication d'une vanne telle que décrite ci-avant dans toutes ses combinaisons comprenant les étapes consistant à : a) fournir un corps de vanne, notamment par moulage, de préférence par moulage sous pression ; b) mettre en place le siège de vanne contre la surface annulaire ; et c) sertir le siège de vanne contre la surface annulaire en déformant le corps de vanne. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui va suivre, description faite en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : - la figure 1 représente schématiquement en perspective un détail d'une vanne EGR ; et - la figure 2 représente schématiquement en coupe le détail de la figure 1, respectivement avant sertissage du siège de vanne, à gauche, et après sertissage du siège de vanne à droite. Telle qu'illustrée sur les figures, une vanne 10 pour véhicule automobile, ici une vanne de recirculation des gaz d'échappement, comprend un corps de vanne 12 formant un conduit de passage 14, pour la recirculation de gaz d'échappement, et une surface annulaire 16, dans le conduit de passage 14. Le corps de vanne peut par exemple être en alliage d'aluminium. Le corps de vanne 10 peut aussi former un conduit pour une circulation d'eau de refroidissement de la vanne 10. Le corps de vanne 12 peut également comporter des trous de fixation de la vanne à un bloc motopropulseur d'un véhicule automobile. De tels trous de fixation peuvent notamment être réalisés dans des brides entourant les débouchés du conduit de circulation d'eau de refroidissement permettant ainsi d'intégrer le conduit de circulation d'eau de refroidissement de la vanne dans le conduit de circulation d'eau de refroidissement du moteur sur laquelle la vanne est fixée. De tels trous de fixation peuvent également être réalisés dans des brides entourant les débouchés du conduit de passage 14. On peut noter sur les figures, que la paroi latérale 17 du conduit de passage 14 présente une épaisseur réduite sur certains secteurs angulaires du conduit de passage 14, notamment ceux orientés vers l'extérieur du corps de vanne 12, d'une épaisseur par exemple de l'ordre de 2 à 5 mm, alors que cette paroi est plus épaisse sur d'autres secteurs angulaires du conduit de passage 14, notamment ceux orientés le centre du corps de vanne 12, d'une épaisseur par exemple de l'ordre du centimètre au moins. Sur les secteurs angulaires du conduit de passage 14 où l'épaisseur de la paroi est réduite, cette paroi 17, formé par le corps de vanne 12, est tubulaire, c'est-à-dire qu'elle présente la forme d'une portion angulaire d'un tube, voire d'un cylindre. Un siège de vanne 18 est reçu sur la surface annulaire 16, dans le conduit de passage 14. Le siège de vanne 18 peut être reçu serré dans le conduit de passage 14, c'est-à-dire que son diamètre extérieur est sensiblement égale au diamètre intérieur du conduit de passage 14. La vanne 10 comporte également une soupape 20 adaptée à sélectivement venir en appui contre le siège de vanne 18 pour obturer le conduit de passage 14. Pour se faire, la soupape 20 est solidaire d'une tige de soupape 22 qui peut être entrainée en translation par tout moyen connu. La tige de soupape 22 peut ainsi être une tige de vérin, par exemple. Selon un autre exemple, la tige de soupape 22 est entraînée en translation par la rotation d'un organe de commande rotatif, actionné par un moteur électrique, par exemple, à travers un organe de transformation de mouvements à came à chemin de came. Un tel exemple de vanne est par exemple décrit dans la demande FR-A-2 947 027 au nom de la Demanderesse. Le mouvement de la soupape 20 par rapport au siège de vanne est schématisé par la double flèche F1 sur la figure 3. La soupape est par exemple en inox. La paroi 17 du conduit de passage 14 présente ici un relief de renfort 24 au niveau des secteurs angulaires d'épaisseur réduite décrits ci-avant. Ici, ce relief de renfort prend la forme d'une nervure de renfort 24, qui est en l'espèce est continue. Cette nervure 24 est réalisée sensiblement au niveau du siège de soupape 18, dans le corps de vanne 12. Plus précisément, ici, la position de la nervure de renfort 24 coïncide, axialement, avec la position du siège de vanne 18. La position axiale s'entend de la position le long de l'axe A du conduit de passage 14. Un tel relief de renfort 24 permet de déformer l'intérieur du corps de vanne 12, au niveau du siège de vanne 18, pour sertir celui-ci contre la surface annulaire 16, sans déformer cette surface annulaire. Un tel relief de renfort 24 permet également de ne pas déformer la paroi 17 du conduit de passage 14 au cours de l'insertion du siège de vanne 18 jusqu'à ce qu'il vienne en butée contre la surface annulaire 16. Le siège de vanne 18 peut ainsi être maintenu en position de manière efficace. La nervure de renfort 24 présente ici une section transversale sensiblement trapézoïdale, la grande base du trapèze étant orientée vers la paroi 17 du conduit de passage 14. Une telle section permet notamment d'assurer qu'une quantité de matière satisfaisante forme la nervure de renfort 24, quand le corps de vanne 12 est réalisé par moulage sous pression. Ici, la nervure de renfort 24 présente une hauteur h, mesurée radialement à partir de la paroi du corps de vanne, supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 2,5 mm, et/ou inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 3 mm. En outre, la nervure de renfort 24 présente une épaisseur e, mesurée selon la direction de l'axe A du conduit de passage 14 ou de la paroi tubulaire du conduit de passage, supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 2,5 mm, et/ou inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 3 mm. La nervure 24 s'étend de préférence sur un secteur angulaire autour du conduit de passage 14 d'au moins 90°, de préférence d'au moins 180°. Ceci permet un bon compromis entre la quantité de matière nécessaire pour former le corps de vanne 12 et la résistance mécanique de celui-ci. Une telle vanne peut par exemple être fabriquée en mettant en oeuvre le procédé décrit ci- après. Dans un premier temps on réalise un corps de vanne 12 tel que décrit ci-avant. Ce corps de vanne peut être réalisé par moulage. De préférence, ce corps de vanne 12 est réalisé par moulage sous pression, un tel procédé permettant un gain de temps de fabrication par rapport à un procédé de moulage gravitaire. Ensuite, on insert le siège de vanne 18 dans le conduit de passage 14, par exemple en force, pour éviter tout jeu du siège de vanne 18 perpendiculairement à l'axe A du conduit 14. L'insertion est réalisée de manière que le siège de vanne 18 soit en outre en appui contre la surface annulaire 16 du conduit de passage 14. De préférence, comme cela est illustré à gauche de la figure 2, le corps de vanne 12 forme alors, dans le conduit de passage 14, une saillie 26 par rapport au siège de vanne 18, selon l'axe A du conduit de passage 14. On poursuit alors le procédé en sertissant le siège de vanne 18 contre la surface annulaire 16, pour bloquer notamment tout mouvement selon l'axe A du conduit de passage 14, du siège de vanne 18. Ce sertissage est ici réalisé en rabattant la saillie 26 sur le siège de vanne 16 (référence 26' sur la droite de la figure 2). Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la description ci-dessus. De nombreuses variantes de réalisation sont accessibles à l'homme de l'art, dans le cadre de l'invention définie par le jeu de revendications ci-joint. Notamment, la géométrie du relief de renfort ne se réduit pas à une nervure et d'autres formes peuvent être envisagées, continues ou discontinues. En outre, le nombre de reliefs de renfort n'est pas non plus limitatif, ni le secteur angulaire sur lequel il(s) s'étend(ent). REVENDICATIONS1. Vanne (10), notamment vanne pour véhicule automobile, en particulier vanne de recirculation des gaz d'échappements, comprenant : un corps de vanne (12) formant un conduit de passage (14) d'un fluide et une surface annulaire (16) de réception d'un siège de vanne (18), un siège de vanne (18) reçu sur la surface annulaire (16), et une soupape (20) adaptée à sélectivement venir en appui contre le siège de vanne (18) pour obturer le conduit de passage (14), une partie au moins du corps de vanne (12) autour du conduit étant tubulaire, avec au moins un relief de renfort (24) sensiblement au niveau du siège de vanne (18). 2. Vanne selon la revendication 1, dans laquelle le ou les reliefs de renfort comportent une nervure (24). 15 3. Vanne selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle le ou les reliefs de renfort présentent une hauteur, mesurée radialement à partir de la partie tubulaire du corps de vanne, supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 2,5 mm, et/ou inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 3 mm et/ou une épaisseur, mesurée selon la direction de l'axe de la partie tubulaire, 20 supérieure à 2 mm, de préférence supérieure à 2,5 mm, et/ou inférieure à 5 mm, de préférence inférieure à 3 mm. 4. Vanne selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la position du ou des reliefs de renfort (24) coïncide axialement avec la position du siège de vanne (18). 25 5. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le ou les reliefs de renfort (24) présentent une section sensiblement trapézoïdale, la grande base du trapèze étant orientée vers la partie tubulaire du corps de vanne (12). 30 6. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le ou les reliefs de renfort (24) s'étendent sur une portion angulaire autour du conduit d'au moins 90°, de préférence d'au moins 180°. 7. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le corps 35 de vanne (12) est réalisé par injection sous pression. 8. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la soupape (20) est en inox et/ou le corps de vanne (12) en alliage d'aluminium. 9. Vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le siège de vanne (18) est serti sur la surface annulaire (16), par déformation locale du corps de vanne. 10. Procédé de fabrication d'une vanne selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant les étapes consistant à : a) fournir un corps de vanne (12), notamment par moulage, de préférence par moulage sous pression ; b) mettre en place le siège de vanne (18) contre la surface annulaire (16) ; et c) sertir le siège de vanne (18) contre la surface annulaire (16) en déformant le corps de vanne (12). 15