ES2228962T3

ES2228962T3 - DEVICE FOR BREAKING THE ACOUSTIC IMPEDANCE OF A VASTAGO.

Info

Publication number: ES2228962T3
Application number: ES01982522T
Authority: ES
Inventors: Nicolas Delmas; Philippe Masson
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2000-10-27
Filing date: 2001-10-19
Publication date: 2005-04-16
Anticipated expiration: 2021-10-19
Also published as: FR2816097B1; FR2816097A1; EP1340220B1; EP1340220A1; DE60107717D1; WO2002035515A1; DE60107717T2

Abstract

Dispositivo de rotura de impedancia acústica de un vástago (3) formado a partir de un sólido elástico, y en el que puede propagarse una onda de deformación, en particular ultrasonora, que incluye una masa (20) conectada con dicho vástago (3), caracterizado porque la masa (20) comprende un elemento (7), que forma tuerca, que puede roscarse en una primera zona roscada (16) del vástago (3), y un elemento (9), que forma contratuerca, que puede roscarse en una segunda zona roscada (16) del vástago (3), teniendo dicho elemento (7) que forma tuerca y dicho elemento (9) que forma contratuerca una impedancia acústica muy superior a la impedancia acústica de dicho vástago (3), realizándose el apriete del elemento (7) que forma tuerca y del elemento (9) que forma contratuerca hasta obtener una deformación, de al menos una parte de las roscas de la primera y/o la segunda zonas roscadas (16) del vástago (3), superior a la máxima deformación del vástago (3) causada por la propagación de la onda en el vástago (3).Acoustic impedance breaking device of a rod (3) formed from an elastic solid, and in which a deformation wave can be propagated, in particular ultrasonic, which includes a mass (20) connected with said rod (3), characterized in that the dough (20) comprises an element (7), which forms a nut, which can be threaded into a first threaded area (16) of the rod (3), and an element (9), which forms a locknut, which can be threaded into a second threaded zone (16) of the rod (3), said nut-forming element (7) and said element (9) forming an acoustic impedance jamming much greater than the acoustic impedance of said rod (3), the tightening being performed of the nut-forming element (7) and the nut-forming element (9) until a deformation is obtained, of at least a part of the threads of the first and / or second threaded areas (16) of the upper rod (3), at the maximum deformation of the stem (3) caused by the propagation n of the wave in the rod (3).

Description

Dispositivo para la ruptura de la impedancia acústica de un vástago.Impedance breaking device acoustics of a stem.

La presente invención se refiere a un dispositivo para romper la impedancia acústica de una zona determinada de un vástago, por medio de una conexión elástica bidireccional con una masa, siendo esta conexión susceptible de ser desmontada.The present invention relates to a device to break the acoustic impedance of a given area of a stem, by means of a bidirectional elastic connection with a mass, this connection being capable of being disassembled.

La presente invención se refiere, más concretamente, a una arquitectura de montaje desmontable y compacta a fin de obtener, a la vez, una elevada impedancia acústica en el extremo de un vástago, la recuperación de holguras con medios de recuperación elástica y un filtro mecánico de pasa-bajos. Un dispositivo de este tipo puede utilizarse, por ejemplo, en un dispositivo de inyección tal como el descrito en la solicitud de patente FR 99-14548, presentada por la solicitante.The present invention relates, more specifically, to a detachable and compact mounting architecture in order to obtain, at the same time, a high acoustic impedance in the rod end, slack recovery with means of elastic recovery and a mechanical filter of low-pass Such a device can used, for example, in an injection device such as the described in patent application FR 99-14548, submitted by the applicant.

De acuerdo con esta solicitud de patente, se conoce un dispositivo de inyección caracterizado, en particular, porque un vástago o aguja se deforma elásticamente por la presión de ondas ultrasonoras a fin de definir en su extremo una hendidura anular de eyección con respecto a un asiento de válvula, cooperando dicho vástago o aguja, por su otro extremo, con una masa y medios de recuperación elástica alojados en una cavidad formada en la parte trasera de la caja de inyector.According to this patent application, it knows an injection device characterized in particular because a rod or needle is elastically deformed by pressure of ultrasonic waves in order to define a slit at its end annular ejection with respect to a valve seat, cooperating said rod or needle, at its other end, with a mass and means of elastic recovery housed in a cavity formed in the part rear of the injector box.

En el caso particular de la solicitud, la rotura de impedancia del extremo del vástago está asegurada porque se asocia, al extremo de dicho vástago, una masa constituida por un solo elemento, en cuyo interior hay conformado un ánima de diámetro sensiblemente idéntico al de la aguja, estando destinado dicho ánima a estar atravesado, al menos parcialmente, por el extremo de la aguja antedicha.In the particular case of the request, the break of impedance of the rod end is secured because it associates, at the end of said rod, a mass constituted by a single element, inside which there is a bore of diameter substantially identical to that of the needle, said destiny being intended encouragement to be crossed, at least partially, by the end of The above needle.

La conexión entre la masa y la aguja puede asegurarse, entonces, de diversas maneras, pero, en cualquier caso, debe hacerse frente al difícil problema de no afectar al montaje del dispositivo de inyección, asegurando, al mismo tiempo, una rotura de impedancia correcta en el extremo de la aguja, cualesquiera que sean las condiciones de funcionamiento.The connection between the dough and the needle can make sure, then, in various ways, but in any case, must face the difficult problem of not affecting the assembly of the injection device, while ensuring a correct impedance break at the end of the needle, Whatever the operating conditions.

Una solución consiste en asegurar los medios de cooperación entre el vástago y la masa antedichos mediante soldadura. Pero un inconveniente importante de este tipo de realización proviene de la exclusión de las posibilidades de regulación de la precarga de la aguja una vez montado el dispositivo. Paralelamente, en función de las características de los materiales escogidos, la ejecución de una soldadura pude plantear problemas de compatibilidad.One solution is to ensure the means of cooperation between the aforementioned rod and mass by welding. But a major drawback of this type of realization comes from the exclusion of the possibilities of needle preload adjustment once the device. In parallel, depending on the characteristics of the materials chosen, the execution of a welding I could raise compatibility issues

Una segunda solución consiste en roscar el extremo de la aguja, interiormente, en una rosca conformada en la masa trasera, pero, entonces, la conexión elástica así creada no es bidireccional en la medida en que, entonces, las deformaciones de la aguja por causa de las ondas ultrasonoras pueden provocar el desprendimiento de la rosca. Al no estar ya las dos piezas en contacto íntimo, la rotura de impedancia no se asegura de manera correcta.A second solution is to thread the end of the needle, internally, in a thread formed in the rear mass, but then the elastic connection thus created is not bidirectional to the extent that, then, the deformations of the needle due to ultrasonic waves can cause thread detachment. Since the two pieces are no longer in intimate contact, impedance breakage is not assured so correct.

La presente invención tiene por objeto resolver el conjunto de estos problemas ofreciendo un dispositivo de rotura de impedancia acústica para un vástago, que tiene, también, una función de filtro de pasa-bajos y de recuperación de holguras.The present invention is intended to resolve the set of these problems offering a breakage device of acoustic impedance for a rod, which also has a low pass filter and recovery function of slacks.

De acuerdo con la invención, el dispositivo de rotura de impedancia acústica está formado con una nueva arquitectura, caracterizada porque el conjunto desmontable de masa y medios de amortiguación está optimizado a fin de proporcionar al dispositivo de inyección de carburante antes citado mejores características dinámicas, en particular un mejor tiempo de respuesta.According to the invention, the device of acoustic impedance breakage is formed with a new architecture, characterized in that the removable mass assembly and damping means is optimized in order to provide the fuel injection device cited above best dynamic characteristics, in particular a better time of reply.

Estas ventajas resultan posibles gracias a la incorporación de una masa de tungsteno y una conexión elástica bidireccional entre dicha masa y el cuerpo de inyector, así como entre la masa y el vástago. En este último caso, la conexión elástica antedicha se asegura con una rosca pre-apretada y no una conexión soldada.These advantages are possible thanks to the incorporation of a tungsten mass and an elastic connection bidirectional between said mass and the injector body, as well as between the dough and the stem. In the latter case, the connection Elastic above is secured with a thread Pre-tight and not a soldered connection.

Una característica del dispositivo así formado es tener una arquitectura a la vez compacta y generadora de una excelente rotura de impedancia acústica, lo que garantiza una mejor reflexión de onda en el vástago.A characteristic of the device thus formed is have an architecture that is both compact and generating a excellent acoustic impedance break, which guarantees better wave reflection in the stem.

Según un modo de realización particular del dispositivo de rotura de impedancia acústica, la masa es material compuesto, alojada en una cavidad formada en la parte trasera de la caja de inyector, constituida por un lastre apretado entre dos elementos sólidos por medio de un conjunto roscado de tipo tuerca-contratuerca, comprendiendo dichos elementos sólidos una rosca adaptada que coopera con el extremo roscado de un vástago que atraviesa dicha caja de inyector, manteniéndose apoyado dicho vástago, por su otro extremo, en un asiento de válvula solidario de dicha caja de inyector, estando conectada elásticamente dicha masa, de manera bidireccional, con dicha caja de inyector a través de medios de recuperación elástica.According to a particular embodiment of the rupture device of acoustic impedance, the mass is material compound, housed in a cavity formed in the back of the injector box, consisting of a tight ballast between two solid elements by means of a threaded type assembly nut-locknut, said elements comprising solids an adapted thread that cooperates with the threaded end of a stem passing through said injector box, staying supported said stem, at its other end, in a valve seat integral with said injector box, being connected elastically said mass, in a bidirectional manner, with said box of injector through elastic recovery means.

Según otra característica de la invención dicha masa de material compuesto presenta una impedancia acústica muy superior a la de dicho vástago.According to another characteristic of the invention said composite mass has a very high acoustic impedance higher than that of the stem.

Según otra característica de la invención, dicho vástago coopera con dicha masa por medio de un conjunto roscado con pre-apriete, de tal modo que la deformación elástica máxima que pueda propagarse en dicho vástago sea inferior a la deformación elástica inicial generada por el conjunto roscado con pre-apriete, lo que, por tanto, permite una continuidad elástica, bidireccional, entre dicho vástago y dicha masa.According to another feature of the invention, said rod cooperates with said dough by means of a threaded assembly with pre-tighten, so that the deformation maximum elastic that can propagate in said stem is less than the initial elastic deformation generated by the threaded assembly with pre-tightening, which, therefore, allows a elastic, bidirectional continuity, between said rod and said mass.

Según otra característica de la invención la masa está hecha de tungsteno, cuya incorporación está asegurada por el conjunto tuerca-contratuerca, entre cuyos componentes está aprisionada la parte de tungsteno.According to another characteristic of the invention the mass It is made of tungsten, whose incorporation is assured by the nut-locknut assembly, between whose components is imprisoned the tungsten part.

Según otra característica de la invención, los medios de recuperación elástica están constituidos por arandelas elásticas cuyo material es un elastómero o un metal, y permiten la recuperación de holguras.According to another feature of the invention, the elastic recovery means are constituted by washers elastic whose material is an elastomer or a metal, and allow the slack recovery.

Según otra característica de la invención, los medios de recuperación elástica son amortiguadores.According to another feature of the invention, the Elastic recovery means are shock absorbers.

Se comprenderán mejor los objetos, aspectos y ventajas de la presente invención de acuerdo con la descripción proporcionada a continuación de dos modos de realización de la invención, presentados a título de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:The objects, aspects and advantages of the present invention according to the description provided below of two embodiments of the invention, presented by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

- la figura 1 representa una vista de conjunto, en corte axial, de un primer modo de realización de la presente invención,- Figure 1 represents an overall view, in axial section, of a first embodiment of the present invention,

- la figura 2 representa una vista de conjunto, en corte axial, de un segundo modo de realización de la presente invención.- Figure 2 represents an overall view, in axial section, of a second embodiment of the present invention.

Conforme a los dibujos adjuntos, solamente han sido representados los elementos necesarios para la comprensión de la invención. Los elementos comunes a los dos modos de realización han sido representados con idéntica referencia.According to the attached drawings, they have only the necessary elements for the understanding of the invention. The elements common to the two embodiments They have been represented with identical reference.

El primer modo de realización de la invención, representado en la figura 1, comprende, esencialmente, dos órganos distintos que cooperan entre sí.The first embodiment of the invention, represented in figure 1, it essentially comprises two organs different that cooperate with each other.

El primer órgano está constituido por un vástago 3 cilíndrico, formado a partir de un sólido elástico, alojado de modo que pueda moverse axialmente dentro de dicha caja 5 de inyector. Un extremo del vástago 3, que constituye la cabeza 26, se apoya en un asiento 25 de válvula solidario de dicha caja 5 de inyector, presentando dicho vástago 3 una impedancia acústica característica del orden de 15 a 70 y, más ventajosamente, por ejemplo, un valor de 40.The first organ consists of a stem 3 cylindrical, formed from an elastic solid, housed from so that it can move axially within said box 5 of injector. One end of the stem 3, which constitutes the head 26, is rests on a valve seat 25 integral with said housing 5 of injector, said rod 3 having an acoustic impedance characteristic of the order of 15 to 70 and, more advantageously, by example, a value of 40.

El segundo órgano está constituido por una masa 20 de material compuesto, móvil en dirección axial, alojada en una cavidad 21 formada en la caja 5 de inyector, capaz de recibir carburante a presión. La masa 20 de material compuesto está constituida por un lastre 8 de tungsteno apretado entre dos elementos sólidos 7 y 9 con funciones respectivas de tuerca y contratuerca, guiándose dicho lastre 8, axialmente, con un medio 24 de guiado dispuesto en el elemento tuerca 7, que presenta una impedancia acústica lineal del orden de 12000 a 16000.The second organ is constituted by a mass 20 of composite material, movable in axial direction, housed in a cavity 21 formed in the injector box 5, capable of receiving pressure fuel. The mass 20 of composite material is consisting of a tungsten ballast 8 tight between two solid elements 7 and 9 with respective nut functions and locknut, said ballast 8 being guided axially with a means 24 of guidance arranged in the nut element 7, which has a Linear acoustic impedance of the order of 12000 to 16000.

El elemento tuerca 7 está bloqueado en rotación por barras cilíndricas 2 y 4 cuyos extremos están alojados en cavidades cilíndricas dispuestas, por una parte (15 y 14), en la tuerca 7 y, por otra parte (22 y 23), en la caja 5 de inyector, atravesando dichas barras 2, 4 una arandela elástica 6 que conecta dicha masa 20 con dicho cuerpo 5 de inyector, en el fondo de la cavidad 21.The nut element 7 is locked in rotation by cylindrical bars 2 and 4 whose ends are housed in cylindrical cavities arranged, on the one hand (15 and 14), in the nut 7 and, on the other hand (22 and 23), in the injector box 5, through said bars 2, 4 an elastic washer 6 that connects said mass 20 with said injector body 5, at the bottom of the cavity 21.

Hay intercalada una arandela elástica 10 entre dicha masa 20 y un órgano 11 de regulación, conectado con la caja 5 de inyector por medios no representados, permitiendo así una conexión elástica entre la masa 20 y el cuerpo 5 del inyector según la dirección A.An elastic washer 10 is inserted between said mass 20 and a regulating body 11, connected to the box 5 of injector by means not represented, thus allowing a elastic connection between the mass 20 and the body 5 of the injector according to address A.

El vástago 3 comprende en su extremo superior, según la dirección A, una parte roscada 16 destinada a cooperar con una rosca hembra conformada en el elemento tuerca 7, así como en el elemento contratuerca 9.The stem 3 comprises at its upper end, according to address A, a threaded part 16 intended to cooperate with a female thread formed in the nut element 7, as well as in the locknut element 9.

El montaje del conjunto se realiza de la manera siguiente. En primer lugar, se enrosca el vástago 3 en el elemento tuerca 7 hasta obtener un pre- apriete deseado, que permita la aplicación del extremo opuesto del vástago 3 con el asiento 25 de válvula.Assembly assembly is done in the manner next. First, the rod 3 is screwed into the element nut 7 until a desired prestress is obtained, allowing the application of the opposite end of the stem 3 with the seat 25 of valve.

A continuación, el lastre 8 se inserta en el medio 24 de guiado. El elemento contratuerca 9 se enrosca en el extremo del vástago 3 hasta aprisionar el lastre 8. Dicho elemento comprende medios de maniobra, tales como perforaciones 12 y 13. La holgura 19 asegura que el lastre 8 esté bien apretado entre los elementos tuerca 7 y contratuerca 9. Al estar el elemento tuerca 7 bloqueado en rotación por medios (22, 23, 2, 4, 15 y 14) anti-rotación, se enrosca el elemento contratuerca 9 hasta obtener una deformación elástica de las roscas de la conexión roscada 16 superior al máximo de deformación elástica de la onda que se propague en el vástago, generando dicha onda de deformación una hendidura anular de eyección con respecto al asiento 25 de válvula.Then the ballast 8 is inserted into the 24 guiding medium. The nut element 9 is screwed into the end of the rod 3 until the ballast is imprisoned 8. Said element it comprises maneuvering means, such as perforations 12 and 13. The clearance 19 ensures that ballast 8 is tight between the nut elements 7 and locknut 9. When the nut element 7 is locked in rotation by means (22, 23, 2, 4, 15 and 14) anti-rotation, the counter nut is screwed 9 until an elastic deformation of the threads of the threaded connection 16 greater than the maximum elastic deformation of the wave that propagates in the stem, generating said wave of deformation of an annular ejection groove with respect to the valve seat 25.

Este roscado de pre-apriete garantiza que las roscas del vástago 3 y de los elementos tuerca 7 y contratuerca 9 estén siempre en contacto, y ello incluso con la solicitación de la onda de deformación que provenga del vástago 3, lo que, en consecuencia, garantiza una continuidad elástica, bidireccional, entre el vástago 3 y la masa 20.This pre-tightening thread guarantees that the threads of the rod 3 and the nut elements 7 and locknut 9 are always in contact, and even with the request for the deformation wave from stem 3, which, consequently, guarantees elastic continuity, bidirectional, between rod 3 and mass 20.

La arandela elástica 10, asociada con el elemento 11 de regulación, conectado con la caja 5 de inyector, por ejemplo, mediante un conjunto de tipo tornillo-tuerca, no representado, permite obtener el pre-apriete necesario para la estanqueidad del asiento 25 de válvula y es, además, necesaria para recuperar las holguras debidas, en particular, a las solicitaciones térmicas y al desgaste de las piezas.The elastic washer 10, associated with the element 11, connected to the injector box 5, for example, by a screw-nut type assembly, no represented, allows to obtain the pre-tightening necessary for the sealing of the valve seat 25 and is, In addition, necessary to recover the proper clearances, in in particular, to thermal stresses and wear of pieces.

El material con el que está hecha la arandela elástica 10 puede ser a base de polímeros. Con preferencia, debe tener una tasa muy alta de atenuación dinámica de las deformaciones elásticas.The material with which the washer is made Elastic 10 may be polymer based. Preferably, you should have a very high rate of dynamic attenuation of deformations elastic.

Con referencia a la figura 2, se ha representado un segundo modo de realización de la invención.With reference to figure 2, it has been represented a second embodiment of the invention.

Solamente serán descritos los elementos distintos a los del primer modo de realización.Only the different elements will be described to those of the first embodiment.

En este segundo modo de realización, los medios de recuperación elástica están constituidos por copelas metálicas 30 y 31, en lugar de las arandelas 6 y 10 del primer modo de realización. En estas copelas 30, 31 hay practicadas perforaciones 28 y 29, a fin de permitir el paso de fluido y, de modo más preciso, de carburante, constituyendo así un amortiguador hidráulico, en particular, con las solicitaciones vibratorias ultrasonoras provenientes de la masa 20 y transmitidas a las copelas 30 y 31.In this second embodiment, the means Elastic recovery consists of metal cups 30 and 31, instead of washers 6 and 10 of the first mode of realization. In these cups 30, 31 there are perforations 28 and 29, in order to allow the passage of fluid and, moreover precise, of fuel, thus constituting a shock absorber hydraulic, in particular, with vibratory stresses ultrasound from mass 20 and transmitted to Cups 30 and 31.

El roscado del elemento contratuerca 9 debe hacerse mientras el elemento tuerca 7 esté bloqueado en rotación. En este modo de realización, este bloqueo se produce de manera temporal durante el montaje, permitiendo así, en funcionamiento normal, la rotación libre del conjunto masa 20 y vástago 3 con respecto a la caja 5 de inyector.The thread of the locknut element 9 must be done while the nut element 7 is locked in rotation. In this embodiment, this blockage occurs in a manner temporary during assembly, thus allowing, in operation normal, free rotation of the mass 20 and stem 3 assembly with with respect to the injector box 5.

La rotación del elemento tuerca 7 está bloqueada temporalmente por medio de una barra cilíndrica desmontable, no representada, cuyo extremo está alojado en las cavidades cilíndricas 15 y 22 dispuestas, respectivamente, en la tuerca 7 y en la caja 5 de inyector, atravesando dicha barra la copela 6 que une dicha masa 20 con dicho cuerpo 5, en el fondo de la cavidad 21.The rotation of the nut element 7 is blocked temporarily by means of a removable cylindrical rod, no represented, whose end is housed in the cavities cylindrical 15 and 22 arranged, respectively, in nut 7 and in the injector box 5, said bar passing through the cup 6 which joins said mass 20 with said body 5, at the bottom of the cavity twenty-one.

Claims

1. Acoustic impedance breaking device of a rod (3) formed from an elastic solid, and in which a deformation wave can be propagated, in particular ultrasonic, which includes a mass (20) connected with said rod (3) ), characterized in that the mass (20) comprises an element (7), which forms a nut, which can be threaded into a first threaded area (16) of the rod (3), and an element (9), which forms a locknut, which can threaded into a second threaded zone (16) of the rod (3), said nut (7) having a nut and said element (9) forming a nut impedance far greater than the acoustic impedance of said rod (3), being performed the tightening of the nut-forming element (7) and the nut-forming element (9) until a deformation is obtained, of at least a part of the threads of the first and / or the second threaded zones (16) of the rod (3) , greater than the maximum deformation of the stem (3) caused by the propagation tion of the wave in the stem (3).

2. Device of claim 1, characterized in that the mass (20) further comprises a ballast (8) located between the nut-forming element (7) and the locknut (9), and pre-tightened between the element ( 7) which forms a nut and the element (9) which forms a locknut, the mass (20) having an acoustic impedance much greater than the acoustic impedance of said rod (3).

Device according to claims 1 or 2, characterized in that said mass (20) is located inside a box (5) and pre-presses against the box (5), a first elastic recovery means (6), in a first direction of a preferred direction, and a second means (10) of elastic recovery in the opposite direction of said preferred direction.

Device according to claim 3, characterized in that the housing (5) comprises a valve seat (25) against which a complementary element (26) of the rod can come into contact, ensuring the pre-tightening of the means (6, 10) of elastic recovery against the housing (5), due to the mass (20), a tight contact between the valve seat (25) and the complementary element (26) of the stem (3) in the absence of wave propagation in this.

Device according to claims 3 or 4, characterized in that said elastic recovery means (6, 10) are formed from a material with a very high dynamic attenuation rate of elastic deformations.

Device according to claims 3 or 4, characterized in that the housing (5) is fed with pressurized fluid, said means (6, 10) presenting elastic recovery holes (28, 29), and constituting, thanks to the forced passage of the fluid through said holes (28, 29), a hydraulic shock absorber.

7. Device according to one of claims 2 to 6, characterized in that the ballast (8) is made of tungsten.

Device according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the mass (20) and rod (3) assembly can rotate freely with respect to the box (5).

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the mass (20) and rod (3) assembly is locked in rotation with respect to the housing (5), by means of bars (2, 4) that cross, at least in part, the box (5) and the dough (20).