Brevet FR3023873A1 — publié le 20160122

SYSTÈME D'INDEXATION D'UN COUVERCLE La présente invention concerne un système d'indexation d'un couvercle sur une pièce creuse et ses applications, notamment à une vanne de circulation de fluide, notamment pour véhicule automobile, comme une vanne doseuse de gaz d'admission de moteurs à combustion interne, qu'ils soient à essence ou Diesel, ou une vanne de recirculation de gaz d'échappement ou « vanne EGR » (EGR pour « Exhaust Gas Recirculation »), notamment. D'autres applications sont également possibles sans sortir du cadre de l'invention. Il est connu une vanne de circulation de fluide comportant un corps présentant un conduit de passage du fluide, un volet, un arbre, libre en rotation, sur lequel est fixé le volet, et un organe rotatif de commande en rotation de l'arbre. La rotation du volet permet de régler le débit de fluide circulant dans le conduit. Le corps est généralement creux, formant un logement de réception du mécanisme de vanne, permettant la commande de la rotation du volet. Le mécanisme peut ainsi comporter un moteur électrique, dont l'arbre de sortie entraîne en engrenage, lequel entraîne l'organe rotatif de commande, celui présentant par exemple un secteur denté adapté à être engrené par un pignon de l'engrenage. Le corps est alors fermé au moyen d'un couvercle. Pour positionner le couvercle par rapport au corps de vanne, il est connu de réaliser sur le couvercle, généralement en matière plastique, un pion cylindrique de section circulaire, et sur le corps de vanne, qui est généralement un corps de fonderie, une encoche en U adaptée à recevoir le pion cylindrique, par déplacement du couvercle sensiblement selon la direction d'extension du pion. La largeur de l'encoche en U est sensiblement égale au diamètre de la section transversale circulaire du pion cylindrique. Cependant, l'encoche en U doit être réalisée par usinage après le moulage du corps de fonderie, pour permettre une indexation précise du couvercle par rapport au corps de vanne. En outre, cette encoche en U, présentant une ouverture dans une direction sensiblement perpendiculaire à la direction d'extension du pion pour des raisons de compacité, forme des arrêtes coupantes qui sont dangereuses pour l'opérateur chargé de placer le couvercle sur le corps de vanne. L'invention a pour objectif de pallier les problèmes évoqués plus haut et propose en ce sens un système d'indexation, d'un couvercle sur une pièce creuse, notamment pour véhicule automobile, le système comportant deux éléments, un des éléments étant disposé sur le couvercle et un autre des éléments étant disposé sur la pièce creuse, un des éléments étant formé par un ergot tubulaire destiné à être inséré dans un trou circulaire, et un autre des éléments étant formé par un trou, pour guider le couvercle par rapport à la pièce creuse, l'ergot tubulaire présentant une section transversale oblongue dont la longueur est sensiblement égale au diamètre intérieur du trou. Ainsi, selon l'invention, l'indexation du couvercle sur la pièce creuse est réalisée en insérant un pion à section transversale oblongue dans une ouverture de section transversale circulaire. Un trou circulaire est nettement plus aisé à réaliser qu'une encoche en U selon l'art antérieur. En outre, une telle ouverture à section transversale circulaire ne forme pas d'arrêtes coupantes. On limite donc les risques de blessures d'un opérateur chargé de l'indexation du couvercle sur la pièce creuse. Selon différents modes de réalisation, qui pourront être pris ensemble ou séparément : - le couvercle est en matière plastique ou en métal, - la pièce est en matière plastique ou en métal, - l'ergot tubulaire présente au moins une nervure de renfort, de préférence au moins deux nervures de renfort, - la ou les nervures de renfort sont conformées pour que la hauteur de la ou des nervures de renfort dans la section transversale de l'ergot tubulaire soit inférieure à la demi-longueur de la section transversale de l'ergot tubulaire, - la section transversale de l'ergot tubulaire présente deux extrémités longitudinales en forme de demi-disque de rayon inférieur au rayon du trou circulaire dans la pièce, - l'ergot tubulaire présente un chanfrein de guidage de l'ergot tubulaire dans le trou circulaire, - le couvercle présente une ouverture destinée à être reliée à une durite, - l'ouverture est formée par un embout creux, en relief par rapport au couvercle, destiné à être reçu à l'intérieur de la durite à fixer.L'invention se rapporte également à une vanne de circulation de fluide, notamment vanne pour véhicule automobile, comportant un corps de vanne formant un conduit apte à être sélectivement bouché par un volet commandé par un mécanisme de vanne, et un couvercle destiné à venir fermer une cavité dans le corps de vanne recevant tout ou partie du mécanisme de vanne, le couvercle (46) et le corps de vanne comportant un système d'indexation tel que décrit précédemment. Les figures annexées feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une partie d'un exemple de vanne de circulation de fluide. La figure 2 est une vue en perspective d'un pion d'un système d'indexation. La figure 3 est une vue en perspective d'un trou de réception du pion de la figure 2. Les figures 4 et 5 illustrent la réception du pion de la figure 2 dans le trou de la figure 3, respectivement en vue en perspective et en vue de dessous. Sur la figure 1, il est représenté une vanne 10 de circulation de fluide, notamment pour véhicule automobile. Il s'agit ici d'une vanne de réglage du débit de gaz d'admission d'un moteur thermique, en particulier d'une vanne doseuse pour moteur diesel. La vanne comprend un corps 12 à l'intérieur duquel est ménagé un conduit 14 de circulation du fluide. Le corps 12 est ici destiné à être monté, par l'intermédiaire de raccords, sur une ligne d'admission du moteur de manière que la partie des gaz circulant dans cette dérivation traverse le conduit et soit dirigée vers le moteur pour participer à la combustion. Les raccords et la ligne d'admission n'ont pas été représentés, étant bien connus en eux-mêmes. Dans le corps de vanne 12, par exemple issu de fonderie, sont reçus un arbre 16, libre en rotation avec, solidaire de celui-ci, un volet 18 permettant d'obturer plus ou moins le conduit 14 en fonction de la position angulaire de l'arbre 16, comme illustré par la flèche repérée 20 tournant autour de l'axe longitudinal A de l'arbre 16. L'arbre 16 est lié en rotation au volet d'obturation 18 par des organes de fixation 22, ici un système vis-écrous, ou autres, ce qui permet au volet de pouvoir tourner avec l'arbre entre deux positions extrêmes dont l'une, ouverte totalement, comme sur la figure 1, laisse passer le fluide, et dont l'autre, non illustrée, bloque son passage, le volet étant alors appliqué contre la paroi latérale du conduit 14. La vanne 10 comprend en outre, par exemple, des moyens de liaison pivot entre le corps 12 et l'arbre 16, ici deux paliers inférieur 24 et supérieur 26, pour le mouvement rotatif de l'arbre 16 par rapport à son axe longitudinal A. Plus particulièrement, deux trous alignés 28A, 28B sont ménagés dans le corps 12, perpendiculairement au conduit 14 en passant diamétralement par celui- ci, pour former des logements, de section circulaire, de passage de l'arbre 16. Ils reçoivent respectivement les moyens de liaison pivots, à savoir les deux paliers 24, 26. Ceux-ci sont cylindriques de section annulaire et sont, dans cet exemple, montés à force dans les trous 28A, 28B de façon à être immobilisés en position, en rotation et en translation, par rapport au corps 12 de la vanne. Ces paliers fixes 24, 26 sont réalisés, par exemple, en un matériau qui leur assure des propriétés autolubrifiantes et anticorrosives appropriées procurant une longévité renforcée. Pour cela, ils peuvent être en un alliage de cuivre et de nickel ou d'étain, ou en un acier inoxydable. Dans ces deux paliers 24, 26 est reçu l'arbre 16 qui peut ainsi pivoter librement autour de l'axe A, par un ajustement glissant prévu entre l'arbre 16 et les paliers 24, 26. L'extrémité 30 de l'arbre, qualifiée d'inférieure par rapport à la figure 1, s'engage dans le palier correspondant 24, tandis que l'autre extrémité supérieure 32 traverse l'autre palier 26 et débouche vers l'extérieur du corps de vanne 12, dans un logement 34 formé dans le corps de vanne 12, pour être reliée à un organe 36 de commande en rotation de l'arbre 16. L'organe de commande 36 est, par exemple, une roue à secteur denté, comprenant une partie centrale centrée sur l'arbre 16 et une excroissance radiale, formant un secteur d'angle légèrement supérieur au débattement angulaire du volet 18 et munie de dents d'engrenage. Le secteur denté 22 est ici lié en rotation à une roue de renvoi 38 libre en rotation par rapport au corps 12 autour d'un axe d'articulation 40 parallèle à l'axe longitudinal A de l'arbre 16. La vanne 10 comprend en outre, un moteur électrique, non illustré, notamment un moteur pas à pas. Le moteur électrique engrène sur un grand pignon 42 de la roue de renvoi 38 tandis que le secteur denté engrène sur un petit pignon 44 de cette dernière. L'actionnement du moteur entraine de la sorte une rotation de la roue de renvoi 38 qui entraine à son tour une rotation du secteur denté et donc du volet 18 par l'intermédiaire de l'arbre 16. En se référant de nouveau à la figure 1, la vanne 10 peut encore comprendre un ressort de torsion 48 permettant de positionner le volet 18 dans une position de repos, ici une position ouverte. Par position de repos, on entend une position prise lorsque le moteur de la vanne n'est pas actionné. Le ressort de torsion 48 prend appui, d'une part sur le corps de vanne 12, ici par l'intermédiaire d'un épaulement supérieur, et sur l'organe de commande 36, au niveau d'une fente dans celui-ci. Le ressort de torsion 48 est centré, notamment, sur l'axe longitudinal A. L'arbre 16 tel qu'illustré comprend par ailleurs une butée axiale, située au niveau de l'extrémité 30 de l'arbre, opposée à celle où se trouve l'organe de commande 36. On facilite de la sorte le montage dans le corps 12 de l'ensemble mobile formé par l'organe de commande 36 et l'arbre 16. En effet, le segment longitudinal de l'arbre 16 s'étendant du volet obturateur 18 à l'organe de commande 36 n'a pas alors à coopérer avec une butée axiale, celle-ci étant prévue en partie basse de l'arbre 16. La butée axiale comprend une rondelle, fixée à une extrémité distale de l'arbre 16, par rapport à l'organe de commande 36. L'arbre 16 peut pour cela comprendre un pion de fixation à l'une de ses extrémités longitudinales et la rondelle présenter, en son centre, un orifice de fixation, inséré sur le pion, la rondelle étant soudées sur le pion. La butée axiale et le corps de vanne 12 sont, de manière avantageuse, mutuellement configurés pour bloquer axialement la rondelle sur le corps de vanne 12 dans un premier sens, orienté vers l'organe de commande 36, le premier sens correspondant au sens d'un effort axial imprimé à l'arbre 16 par le ressort de torsion 48. Le corps de vanne 12 comprend ici pour cela un premier épaulement prévu au niveau du logement 28A de passage de l'arbre 16, qui accueille ici la butée axiale. Comme déjà dit, la vanne comprend un moyen de liaison pivot, ici le palier inférieur 24, entre l'arbre 16 et le corps de vanne 12, le moyen de liaison pivot étant monté en butée axiale sur le corps de vanne 12 dans le premier sens. Quant à la butée axiale, elle est en appui axial sur le palier inférieur 24. Par ailleurs, la vanne est configurée pour que la butée axiale soit aussi bloquée axialement dans un second sens, opposé au premier sens. Comme évoqué plus haut, l'organe de commande 36 comprend une fente. Cette dernière accueille une extrémité d'un ressort de torsion 48. La fente traverse axialement la paroi de l'organe de commande 36. La fente définit avantageusement deux positions d'accrochage pour le ressort de torsion 48. La fente est orientée, par exemple, selon un secteur d'angle, centré sur l'axe longitudinal A de l'arbre 16. La fente définit de la sorte une position d'accrochage du ressort de torsion 48 à chacune de ses extrémités angulaires. L'organe de commande 36, la roue de renvoi 38, le ressort de torsion 48 et/ou le moteur, formant ensemble le mécanisme de vanne, sont positionnés dans le logement 34 de la vanne, fermé par un couvercle 46 (ou capot). Pour faciliter la fixation du couvercle 46 sur le corps de vanne 12, par exemple au moyen de vis, le couvercle 46 et le corps de vanne 12 sont munis d'un système d'indexation 100, tel qu'illustré par les figures 2 à 5. Par indexation, on entend ici la mise en position relative du couvercle 46 par rapport au corps de vanne 12, permettant d'amener le couvercle 46 dans sa position de fermeture du logement 34 formé dans le corps de vanne 12. De préférence, le système d'indexation permet un guidage du couvercle 46 par rapport au corps de vanne 12, pour faciliter cette mise en position de fermeture du logement 34 formé dans le corps de vanne 12, par le couvercle 46. Le système d'indexation 100 comporte essentiellement deux éléments, à savoir un ergot 102 tubulaire (ou pion), ici réalisé sur le couvercle 46, et un trou 104 ici réalisé sur le corps de vanne 12, par exemple par usinage, notamment par perçage, après moulage du corps de vanne 12. L'ergot 102 peut notamment être venu de matière avec le couvercle 46, l'ergot étant par exemple formé durant l'opération de moulage du couvercle 46. L'ergot 102 et le couvercle 46 sont par exemple en matière plastique. L'ergot tubulaire 102 est notamment visible sur la figure 2. Il est porté par un support 106 venu de matière avec le couvercle 46 et faisant saillie par rapport à la partie du couvercle 46 destinée à fermer le logement 34 formé dans le corps de vanne 12. L'ergot 102 présente une section transversale oblongue, c'est-à-dire de longueur supérieure à sa largeur. La longueur de la section transversale de l'ergot 102 est sensiblement égale au diamètre intérieur du trou 104. Par « sensiblement égale », on entend ici que la longueur de la section transversale de l'ergot est égale au diamètre du trou 104 ou légèrement inférieure, par exemple de 0,1 mm. Cependant, la largeur de l'ergot 102 est inférieure au diamètre du trou 104. L'ergot 102 peut ainsi être pivoté dans le trou 104, tout en assurant un guidage efficace du couvercle 46 par rapport au corps de vanne. L'intérêt de la largeur plus faible est de permettre une translation du pion dans le trou sans générer de coincement par rapport au bord de ce trou; le capot étant également centré sur l'axe intermédiaire du train d'engrenage, l'indexation du capot est théoriquement hyperstatique dans le sens de la petite largeur du pion. Le fait de diminuer cette largeur permet de lever cet hyperstatisme. Pour faciliter encore la translation, et lever également l'hyperstatisme, de l'ergot 102 dans le trou 104, l'ergot 102 présente, aux deux extrémités longitudinales de sa section transversale, des demi-disques de rayon inférieur au rayon du trou 104. Ainsi, le contact entre l'ergot 102 et la paroi intérieure du trou 104 est réalisée sensiblement selon deux lignes, limitant le frottement de l'ergot 102 dans le trou 104. Pour faciliter l'insertion de l'ergot 102 dans le trou 104, l'ergot 102 peut présenter comme cela est représenté aux figures, un chanfrein de guidage 110. Plus précisément, la surface frontale de l'ergot 102, opposée au support 106, est chanfreinée pour faciliter son insertion dans le trou 104. Pour assurer la stabilité mécanique de l'ergot 102, celui-ci peut présenter deux nervures 108, par exemples sur ces faces latérales. De préférence, la hauteur des nervures 108, dans un plan de section transversale de l'ergot 102, est inférieure à la demi-longueur de la section transversale de l'ergot 102. Les nervures 108 peuvent notamment être réalisées, comme cela est représenté, sous la forme de demi-cylindres. Par ailleurs, comme illustré sur la figure 3, le trou 104 est également porté par une languette 112 faisant saillie par rapport au corps de vanne 12, facilitant ainsi l'insertion de l'ergot 102 dans le trou 104. Le système d'indexation 100 est mis en oeuvre en insérant l'ergot 102 dans le trou 104. Une fois reçu dans ce trou 104, l'ergot 102 permet de guider le pivotement du couvercle 46 par rapport au corps de vanne 12, jusqu'à une position où le couvercle 46 recouvre le logement 34 formé dans le corps de vanne 12. Dans le cas d'une fixation au moyen de vis du couvercle 46 sur le corps de vanne 12, la position atteinte correspond également à une position où les trous de fixation par des vis, formés dans le corps de vanne 12 et dans le couvercle 46, sont superposés, permettant ainsi l'insertion des vis de manière aisée. Le montage des pièces évoquées plus haut a lieu de la façon suivante. Un joint d'étanchéité et les paliers supérieur 26 et inférieur 24 sont disposés dans le corps de vanne 12 respectivement au niveau d'épaulements respectifs dont le premier épaulement. L'ensemble mobile comportant l'organe de commande 36 et l'arbre 16 est alors monté dans les logements de passage 28A, 28B en étant introduit du haut vers la bas, le ressort de torsion 48 ayant été installé entre l'organe de commande 36 et le corps de vanne 12. La rondelle est ensuite soudée sur l'arbre 16. Puis le couvercle 46 est indexé sur le corps de vanne 12, en insérant l'ergot 102 dans le trou 104 et en pivotant le couvercle 46 par rapport au corps de vanne 12. Quand la position du couvercle 46 correspond à sa position de fermeture du logement 34 dans le corps de vanne, le couvercle 46 est fixé sur le corps de vanne 12, par exemple au moyen de vis. Une vanne telle qu'elle vient d'être décrite trouve ses applications en particulier en tant que vanne de circulation de fluide pour véhicule automobile. En particulier, une telle vanne peut être utilisée comme vanne doseuse de gaz d'admission de moteurs à combustion interne ou comme vanne de recirculation des gaz d'échappement ou vanne EGR. L'invention ne se limite pas au seul exemple de réalisation décrit ci-avant en regard des figures, à titre d'exemple illustratif et non limitatif. Notamment la vanne peut présenter de nombreuses géométries différentes. Par exemple, l'organe rotatif de commande peut être solidaire d'une jupe adaptée à entrainer en rotation un attelage solidaire de l'arbre, l'attelage étant guidé par une came à chemins de came, de telle sorte qu'une rotation de l'organe rotatif de commande provoque un mouvement de translation de l'arbre. Dans ce cas, l'ouverture ou la fermeture du conduit dans la vanne est réalisé en soulevant une soupape d'un siège de soupape. Par ailleurs, le système d'indexation décrit peut être mis en oeuvre pour tout couvercle à placer sur une pièce creuse. Le couvercle et/ ou la pièce creuse, formant un logement, peuvent notamment être en matière plastique ou en métal. En outre, le trou peut être réalisé sur le couvercle et l'ergot être solidaire du corps de vanne ou, plus généralement, du corps creux à fermer au moyen du couvercle. Le couvercle peut également présenter une ouverture destinée à être reliée à une durite. L'ouverture peut être formée par un embout creux, en relief par rapport au couvercle, destiné à être reçu à l'intérieur de la durite à fixer.15 REVENDICATIONS1. Système d'indexation (100), d'un couvercle (46) sur une pièce creuse (12), notamment pour véhicule automobile, le système (100) comportant deux éléments, un des éléments étant disposé sur le couvercle et un autre des éléments étant disposé sur la pièce creuse, un des éléments étant formé par un ergot tubulaire (102) destiné à être inséré dans un trou circulaire (104), et un autre des éléments étant formé par un trou, pour guider le couvercle (46) par rapport à la pièce creuse (12), l'ergot tubulaire (102) présentant une section transversale oblongue dont la longueur est sensiblement égale au diamètre intérieur du trou (104). 2. Système d'indexation selon la revendication 1, dans lequel le couvercle (46) est en matière plastique ou en métal. 3. Système d'indexation selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la pièce (12) est en matière plastique ou en métal. 4. Système d'indexation selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel l'ergot tubulaire (102) présente au moins une nervure de renfort (108), de préférence au moins deux nervures de renfort (108). 5. Système d'indexation selon la revendication 4, dans lequel la ou les nervures de renfort sont conformées pour que la hauteur de la ou des nervures de renfort (108) dans la section transversale de l'ergot tubulaire (102) soit inférieure à la demi-longueur de la section transversale de l'ergot tubulaire (102). 6. Système d'indexation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la section transversale de l'ergot tubulaire (102) présente deux extrémités longitudinales en forme de demi-disque de rayon inférieur au rayon du trou circulaire (104) dans la pièce (12). 3023 873 11 7. Système d'indexation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'ergot tubulaire (102) présente un chanfrein de guidage (110) de l'ergot tubulaire (102) dans le trou circulaire (104). 5 8. Système d'indexation selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le couvercle (46) présente une ouverture destinée à être reliée à une durite. 9. Système d'indexation selon la revendication 8, dans lequel l'ouverture 10 est formée par un embout creux, en relief par rapport au couvercle (46), destiné à être reçu à l'intérieur de la durite à fixer. 10. Vanne de circulation de fluide (10), notamment vanne pour véhicule automobile, comportant un corps de vanne (12) formant un conduit (14) apte à 15 être sélectivement bouché par un volet (16) commandé par un mécanisme de vanne (36, 38, 48), et un couvercle (46) destiné à venir fermer une cavité (34) dans le corps de vanne (12) recevant tout ou partie du mécanisme de vanne (36, 38, 48), le couvercle (46) et le corps de vanne (12) comportant un système d'indexation (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 20