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Title:
SOLENOID VALVE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/103510
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a solenoid valve (100), for example a bleed valve for discharging steam, comprising means for guiding the movement of a shutter valve (142) of an outlet opening between the first and second positions thereof, said means comprising at least one longitudinally extending face (127), in contact with which one edge (154) of the shutter member (142) is intended to be slidably guided. According to the invention, said at least one face comprises a surface portion (136b, 158b) obliquely inclined with respect to the longitudinal axis (127) and arranged facing, in the radial direction, the edge of the shutter member (142) when the latter is in the second position thereof.

Inventors:
CHAM, Renaud (15 rue Gerbert, Clermont Ferrand, 63000, FR)
Application Number:
FR2016/053479
Publication Date:
June 22, 2017
Filing Date:
December 15, 2016
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Assignee:
VALEO SYSTEMES DE CONTROLE MOTEUR (Immeuble Le Delta, 14 avenue des Béguines, Cergy Saint Christophe, 95800, FR)
International Classes:
F16K24/04; B60K15/035; F16K27/02; F16K27/07; F16K31/06
Foreign References:
US20120097875A12012-04-26
DE3844056A11990-07-19
EP2713085A22014-04-02
Attorney, Agent or Firm:
GARCIA, Christine (Valeo Systemes de Controle Moteur, Immeuble Le Delta14 avenue des Béguines, Cergy Saint Christophe, 95800, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS

1 . Electrovanne (100), par exemple de purge pour l'évacuation de vapeurs, comprenant :

- un boîtier (1 12) muni d'un orifice d'entrée (1 18) de fluide et d'un orifice de sortie (120) de fluide,

- un bobinot (126) d'électroaimant monté dans ledit boîtier (1 12),

- un siège (138) d'un organe obturateur (142) solidaire de l'orifice de sortie (120),

- un organe obturateur (142) en matériau magnétique située en regard d'une extrémité d'un noyau magnétique (136) dudit bobinot (126) et déplaçable selon un axe longitudinal (127) dudit noyau (30) entre une première position d'ouverture dans laquelle l'organe obturateur (142) est écarté du siège (138) et une seconde position de fermeture dudit orifice de sortie (120) dans laquelle l'organe obturateur (142) est en appui sur le siège (138),

- des moyens de guidage du clapet obturateur (142) à déplacement entre ses première et seconde positions, ces moyens comportant au moins une face s'étendant longitudinalement (127) et au contact de laquelle un bord (154) de l'organe obturateur (142) est destiné à être guidé à coulissement,

caractérisée en ce que ladite au moins une face comprend une portion de surface inclinée (136b, 158b) en oblique par rapport à l'axe longitudinal (127) et qui est agencée en vis-à-vis, en direction radiale, du bord de l'organe obturateur (142) lorsque celui-ci est dans sa seconde position.

2. Electrovanne (100) selon la revendication 1 , caractérisée en ce que ladite au moins une face comprend une première face (136a, 158a) sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (127) qui se prolonge par une seconde face formée par ladite portion de surface inclinée en oblique (136b, 158b).

3. Electrovanne selon la revendication 2, caractérisée en ce que dans la seconde position de l'organe obturateur (142), le bord périphérique (154) de l'organe obturateur (142) est agencé partiellement en vis-à-vis, en direction radiale, de la première surface (136a, 158a) et partiellement en vis-à-vis de la seconde surface (136b, 158b).

4. Electrovanne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le bobinot (126) comprend un moyeu (132) central portant, à au moins une extrémité en vis-à-vis du siège (138), un flasque annulaire (128) depuis lequel s'étendent, vers le siège (138), une pluralité de plots (136, 158) répartis autour de l'organe obturateur (142), chaque plot (136, 158) comprenant une desdites faces de guidage à coulissement de l'organe obturateur.

5. Electrovanne selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'au moins des premiers plots (136) portent le siège (138) à leurs extrémités opposées au flasque (128), des seconds plots (158) ayant une extrémité libre formée en vis-à-vis du siège (138), en direction longitudinal (127).

6. Moteur de véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une électrovanne (100) selon l'une des revendications précédentes.

7. Véhicule automobile, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur selon la revendication 6.

Description:
ELECTROVANNE

L'invention se rapporte à une électrovanne, tel qu'en particulier une électrovanne de purge pour l'évacuation de vapeurs, ainsi qu'à un moteur et un véhicule automobile comprenant une telle électrovanne.

Une telle électrovanne comprend :

- un boîtier muni d'un orifice d'entrée de fluide et d'un orifice de sortie de fluide,

- un bobinot d'électroaimant monté dans ledit boîtier,

- un siège d'un organe obturateur solidaire de l'orifice de sortie,

- un organe obturateur en matériau magnétique située en regard d'une extrémité d'un noyau magnétique dudit bobinot et déplaçable selon un axe longitudinal dudit noyau entre une première position d'ouverture dans laquelle l'organe obturateur est écarté du siège et une seconde position de fermeture dudit orifice de sortie dans laquelle l'organe obturateur est en appui sur le siège,

- des moyens de guidage du clapet obturateur à déplacement entre ses première et seconde positions, ces moyens comportant au moins une face s'étendant longitudinalement et au contact de laquelle un bord de l'organe obturateur est destiné à être guidé à coulissement.

De telles électrovannes peuvent trouver une application préférée, bien que non exclusive, dans les dispositifs de récupération des vapeurs d'essence qui s'accumulent dans les réservoirs d'essence, au- dessus de la phase liquide, destinés à accompagner un moteur à allumage commandé, en particulier dans les véhicules automobiles, afin d'éviter le rejet desdites vapeurs directement dans l'atmosphère.

Ce type d'électrovanne est destiné à réaliser plusieurs centaines de millions de cycles d'ouverture/ouverture. Ainsi, ce composant doit satisfaire un critère de fiabilité très élevé. Toutefois, il a été observé que le frottement répété du pourtour externe ou bord radialement (par rapport à l'axe du longitudinal du noyau) externe de l'organe obturateur contre les faces de guidage à déplacement conduisaient à la formation d'un renfoncement concave dans lesdites faces de guidage de sorte à former des parties en crochet limitant le coulissement du clapet de sa position d'ouverture vers sa position de fermeture, ce qui nuit fortement au bon fonctionnement de l'électrovanne.

Il est donc requis de trouver une conception d'électrovanne dont la fiabilité à l'ouverture n'est pas impactée par le frottement de l'organe obturateur sur les moyens de guidage.

A cette fin, une électrovanne telle que mentionnée au préambule se caractérise, étant agencée conformément à l'invention, en ce que ladite au moins une face de guidage comprend une portion de surface inclinée en oblique par rapport à l'axe longitudinal, cette face étant agencée en vis-à- vis, en direction radiale, du bord de l'organe obturateur lorsque celui-ci est dans sa seconde position.

La formation d'une portion de surface inclinée en oblique par rapport à l'axe longitudinal permet d'assurer un guidage optimal en fonctionnement du bord de l'organe obturateur au contact avec la face de guidage puisque les risques de formation de parties en crochet comme dans la technique antérieure sont éliminées. En fonctionnement, l'organe obturateur frotte sur la ou les faces de guidage comme dans la technique antérieure, ce qui conduit à user les surfaces de guidage mais n'induit aucune formation de parties crochet.

Selon une autre caractéristique de l'invention, ladite au moins une face comprend une première face sensiblement parallèle à l'axe longitudinal qui se prolonge par une seconde face formée par ladite portion de surface inclinée en oblique.

Dans une réalisation particulière de l'invention, dans la seconde position de l'organe obturateur, le bord périphérique de l'organe obturateur est agencé partiellement en vis-à-vis, en direction radiale, de la première surface et partiellement en vis-à-vis de la seconde surface. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le bobinot comprend un moyeu central portant, à au moins une extrémité en vis-à-vis du siège, un flasque annulaire depuis lequel s'étendent, vers le siège, une pluralité de plots répartis autour de l'organe obturateur, chaque plot comprenant une desdites faces de guidage à coulissement de l'organe obturateur.

Selon l'invention, au moins des premiers plots portent le siège à leurs extrémités opposées au flasque, des seconds plots ayant une extrémité libre formée en vis-à-vis du siège, en direction longitudinal.

L'invention concerne encore un moteur de véhicule automobile, comprenant au moins une électrovanne telle que décrite précédemment. Elle également encore un véhicule automobile comprenant un tel moteur.

L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une électrovanne d'un type connu ;

- la figure 2 est une illustration de l'usure d'un plot de guidage de l'électrovanne de la figure 1 ;

- la figure 3 est une vue schématique en perspective de l'extrémité supérieure d'un bobinot d'une électrovanne selon une première réalisation de l'invention ;

- la figure 4 est une vue schématique du dessus de l'extrémité supérieure du bobinot de la figure 3 selon une deuxième réalisation de l'invention ;

- la figure 5 est une vue schématique de côté de la zone délimitée en pointillée sur la figure 4 ;

- la figure 6 est une illustration d'un organe obturateur d'une électrovanne en position d'ouverture ; - la figure 7 est une illustration d'un organe obturateur d'une électrovanne en position de fermeture ;

- la figure 8 est une vue schématique d'un moyen de guidage à déplacement d'un organe obturateur, le moyen de guidage étant non usé ;

- la figure 9 est une vue schématique d'un moyen de guidage à déplacement d'un organe obturateur, le moyen de guidage étant usé.

On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente une électrovanne 10 de purge pour l'évacuation de vapeurs selon la technique antérieure, dans une position de fermeture.

Une telle électrovanne 10 comporte un boîtier 12, notamment constitué en matière plastique rigide, formé d'un corps de boîtier inférieur 14 et d'un corps de boîtier supérieur ou couvercle 16. Le corps de boîtier inférieur 14 forme une cuve dont le fond présente un orifice d'entrée 18 (prolongé par un conduit d'entrée) pour l'admission des vapeurs et le corps de boîtier supérieur 16 est muni d'un orifice de sortie 20 des vapeurs (prolongé par un conduit de sortie).

Un circuit 22 en matériau magnétique est disposé dans la cuve 14 et, étant notamment replié en forme générale de U, entoure un bobinot 24 d'électroaimant.

Le bobinot 24 comporte un moyeu 26, d'axe longitudinal 27, qui peut être en matière plastique moulé d'une seule pièce, par exemple, avec un premier flasque d'extrémité ou flasque supérieur 28 et un second flasque d'extrémité ou flasque inférieur 30. Un noyau magnétique tubulaire 32 en forme générale de tige est disposé à l'intérieur du moyeu 26. Un bobinage électrique 34 est monté fixe sur le moyeu 26 du bobinot 24.

Le flasque supérieur 28 comprend une extrémité radialement interne reliée au moyeu 26 et une extrémité radialement externe qui est pincée entre le corps de boîtier inférieur 14 et le corps de boîtier supérieur 16.

Un organe de support 36, avantageusement formé de plusieurs plots, saillants verticalement et solidaires du flasque supérieur 28, supporte une plaque de butée 38 qui forme un siège d'un organe obturateur 42 et qui est munie d'une ouverture axiale 44 et qui comporte, s'étendant verticalement vers le haut, un prolongement tubulaire 46 engagé coaxialement à l'intérieur d'une partie tubulaire 48 sous-jacente à l'orifice de sortie 20 du corps de boîtier supérieur 16. Un joint d'étanchéité torique 50 est disposé entre la surface extérieure de la partie tubulaire 46 et la surface intérieure de la partie tubulaire 48 pour isoler l'intérieur de l'électrovanne de l'orifice de sortie 20.

Enfin, un organe obturateur métallique 42 est situé en regard de l'extrémité supérieure du noyau magnétique 32, entre celle-ci et le siège 38 et est repoussée élastiquement en direction du siège 38 par un ressort 52 en hélice coaxial au noyau 32. Lorsque le bobinage 34 n'est pas alimenté (courant nul dans le bobinage, électroaimant non excité), le ressort 52 maintient l'organe obturateur 42 en contact avec le siège 38. L'électrovanne 10 est donc normalement fermée.

L'organe obturateur 42 peut ainsi prendre une première position d'ouverture de l'écoulement de vapeurs dans l'orifice de sortie 20 et une deuxième position de fermeture (figure 1 ) dudit écoulement de vapeurs.

Les plots de support 36 du siège 38 de l'organe obturateur 42 forment également des moyens de guidage à déplacement de l'organe obturateur 42 entre ses première et seconde positions. Plus précisément, le bord périphérique 54 de l'organe obturateur 42 vient en contact avec une face 56 en vis-à-vis du plot 36. L'électrovanne peut encore comprendre des seconds plots 58, différents des plots de support ou premiers plots 36, qui sont formés en saillie sur le flasque supérieur 28 et qui, au contraire des seconds plots 36 comprennent une extrémité libre à l'opposé du flasque supérieur 28.

Un tel second plot 58 est représenté en figure 2. Comme cela est visible, le second plot 58 comprend une face de guidage 60 en vis-à-vis du bord périphérique 54 de l'organe obturateur 42, cette face 60 comportant un renfoncement 62 de forme incurvée concave qui est le résultat des frottements répétés du bord périphérique 54 de l'organe obturateur 42 contre la face de guidage 60. On comprend que la forme incurvée concave de la face de guidage 60 conduit à former une portion d'extrémité en crochet 64 qui peut bloquer l'organe obturateur à déplacement.

Les éléments déjà décrits précédemment ne seront pas de nouveau décrits mais ont chacun un numéro de référence augmenté d'une centaine.

Pour éviter le blocage de l'organe obturateur 42 de l'électrovanne 100 selon l'invention et ainsi rétablir un fonctionnement fiable de l'électrovanne, il est ainsi proposé de former sur les premiers 136 et seconds 158 plots des faces inclinées 136b, 156b en oblique par rapport à l'axe longitudinal 127 de déplacement de l'organe obturateur 142, ces faces 136b, 156b étant agencées en vis-à-vis, en direction radiale, du bord 154 de l'organe obturateur 142 lorsque celui-ci est dans sa seconde position (figures 3, 5 et 7).

Dans les réalisations de l'invention, le flasque supérieure 128 du bobinot comprend quatre premiers plots 136 de guidage à coulissement de l'organe obturateur 142 et deux seconds plots 158 de guidage. Comme cela est visible sur la figure 4, les quatre premiers plots 136 sont agencés selon un motif en carré centré sur l'axe longitudinal 127 et comprennent chacun une base 166 à section sensiblement ovoïde qui porte un doigt 168. Ces doigts 168 sont destinés à être soudés dans des évidements (non représentés) du siège de l'organe obturateur 142. Les seconds plots 158 sont agencés à l'opposé l'un de l'autre par rapport à l'axe longitudinal 127.

Sur la figure 4, on constate que l'organe obturateur 142 est formé par une plaque comportant deux lobes 170 diamétralement opposés par rapport à l'axe longitudinal 127 et comportant chacun une face périphérique 172 arrondie convexe dans un plan perpendiculaire à l'axe 127 (figure 4). Ces faces 172 sont reliées l'une à l'autre par deux faces 174 comportant chacune deux renfoncements concaves 176 dans lesquels les premiers plots 136 sont destinés à assurer un guidage du clapet obturateur 142. Les seconds plots 158 assurent un guidage à coulissement des lobes 170 de l'organe obturateur 142 (figure 4). Les faces 172 et 174 périphériques de l'organe obturateur 142 sont également orientées sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal 127 comme cela serait visible selon un plan de coupe passant par l'axe longitudinal (figure 5).

Chacun des plots 136, 158 comprend une face de guidage à coulissement formée d'une première face 136a, 158a sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 127 et qui s'étend depuis le flasque supérieur 128 jusqu'à une seconde face 136b, 158b formant la portion de surface inclinée en oblique par rapport à l'axe longitudinal 127. La face inclinée 158b en oblique est ainsi formée au niveau de la partie d'extrémité libre pour ce qui concerne les seconds plots 158. La seconde face inclinée 136a de chaque premier plot 136 est formée au niveau de la partie d'extrémité de la base 166 à section ovoïde qui porte un doigt 168.

Comme cela est visible sur la figure 5, la face inclinée 136b du premier plot 136 s'étend le long de l'axe 127 sur une distance plus grande que la face inclinée 158b du second plot 158. Plus particulièrement, on constate que dans la seconde position de l'organe obturateur 142 (figures 5 et 7), les faces périphériques 172, 174 du bord périphérique 154 de l'organe obturateur 142 sont agencées partiellement en vis-à-vis, en direction radiale, de la première surface 136a, 158a des premiers 136 et seconds 158 plots et partiellement en vis-à-vis de la seconde surface 136b, 158b des premiers 136 et seconds 158 plots.

Comme cela est représenté sur les figures 6 et 7, la normale 178 à chacune des faces inclinées 136b, 158b des premiers 136 et seconds 158 plots est orientée vers l'organe obturateur 142 et vers l'axe longitudinal 127.

En figure 8, est représenté un second plot 158 à l'état non usagé et en figure 9 est représenté le même second plot 158 après plusieurs cycles de déplacement d'ouverture/fermeture de l'organe obturateur 142. Il est clair que, la formation d'une face 136b, 158b inclinée en oblique, permet d'éviter la formation d'une partie en crochet 64 comme représentée en figure 2.

Notons que la première réalisation de la figure 3 diffère de la celle des figures 4 et 5 par l'absence de face inclinée en oblique sur les base des premiers plots 136.

Enfin, il est souhaitable de former en priorité des faces inclinées 136b, 158b sur les plots 136, 158 soumis aux frottements les plus importants du bord périphérique 154 de l'organe obturateur 142. En effet, le champ magnétique induisant un déplacement de l'organe obturateur 142 peut ne pas être axisymétrique autour de l'axe longitudinal 127 de sorte que l'usure peut être plus importante sur certains plots 136, 158 lesquels sont les plus susceptibles de voir se former une partie en crochet.