FR2595413A3 - DEVICE FOR MAINTAINING THE PRESSURE OF A LIQUID IN A HYDRAULIC CIRCUIT SUBSTANTIALLY CONSTANT, IN PARTICULAR A FUEL INJECTION CIRCUIT IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN DISPOSITIF POUR MAINTENIR SENSIBLEMENT CONSTANTE LA PRESSION D'UN LIQUIDE DANS UN CIRCUIT HYDRAULIQUE, EN PARTICULIER UN CIRCUIT D'INJECTION DE CARBURANT DANS UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. LE DISPOSITIF COMPREND UNE CHAMBRE 2 COMMUNIQUANT AVEC UN ORIFICE DE DECHARGE 4 QUI EST COMMANDE PAR UN CLAPET 16 POURVU D'UNE SURFACE PLANE 10 VENANT S'APPLIQUER CONTRE UNE PARTIE DE SURFACE ANNULAIRE 15 COAXIALE AUDIT ORIFICE SOUS LA POUSSEE D'UN PREMIER RESSORT 8 AGISSANT SUR UN DIAPHRAGME DEFORMABLE 7; IL EST PREVU ENTRE LE DIAPHRAGME 7 ET LE CLAPET 16 UNE BILLE 19, LOGEE DANS UNE CAVITE 20 D'UN ELEMENT SUPPORT 21 ET PERMETTANT AU CLAPET 16 D'OSCILLER AUTOUR D'UN AXE PASSANT PAR LE CENTRE DE LA BILLE 19 DE MANIERE QU'UNE PRESSION DE SUPPORT SENSIBLEMENT UNIFORME SOIT EXERCEE ENTRE LA SURFACE PLANE 17 DU CLAPET ET LA PARTIE DE SURFACE ANNULAIRE 15. APPLICATION AU DOMAINE DE L'AUTOMOBILE.THE INVENTION RELATES TO A DEVICE FOR MAINTAINING SENSITIVELY CONSTANT THE PRESSURE OF A LIQUID IN A HYDRAULIC CIRCUIT, IN PARTICULAR A FUEL INJECTION CIRCUIT IN AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE. THE DEVICE INCLUDES A CHAMBER 2 COMMUNICATING WITH A DISCHARGE PORT 4 WHICH IS CONTROLLED BY A VALVE 16 PROVIDED WITH A FLAT SURFACE 10 COMING TO APPLY AGAINST A PART OF AN ANNULAR SURFACE 15 COAXIAL AUDIT ORIFICE UNDER THE PUSHING OF A FIRST SPRING 8 ACTING ON A DEFORMABLE DIAPHRAGM 7; BETWEEN DIAPHRAGM 7 AND VALVE 16 IS PROVIDED FOR A BALL 19, HOUSED IN A CAVITY 20 OF A SUPPORT ELEMENT 21 AND ALLOWING THE VALVE 16 TO OSCILLATE AROUND AN AXIS PASSING THROUGH THE CENTER OF THE BALL 19 SO A SENSITIVELY UNIFORM SUPPORT PRESSURE IS EXERCISED BETWEEN THE FLAT SURFACE 17 OF THE VALVE AND THE ANNULAR SURFACE PART 15. APPLICATION IN THE AUTOMOTIVE FIELD.
Description
La présente invention concerne un dispositif poru maintenir sensiblementThe present invention relates to a device for maintaining substantially
constante la pression d'un -i-aide dans un circuit hydraulique, en particulier le constant pressure of a -i-help in a hydraulic circuit, especially the
circuit de carburant d'un système d'injection de carbu- fuel system of a fuel injection system
r ant dans un moteur à combustion interne. in an internal combustion engine.
Des dispositifs du type mentionné ci-dessus comprennent dans l'essentiel une chambre à l'intérieur laquelle circule un liquide et qui communique avec ln orifice de décharge dont l'ouverture est commandée i0 par un élément formant clapet, comportant une surface -;ive sensiblement plane et agencée de manière à appliquer contre une partie de surface annulaire coeiale audit orifice. Ledit clapet est poussé contre -di-e partie de surface annulaire par un ressort, qui 3 '{it sur un diaphragme déformable constituant une paroi de ladite chambre. Le clapet comporte également une surface sensiblement sphérique placée à l'opposé de ladite surface active et profilée de manière à s'appliquer contre une surface conique formée sur un organe supportant le clapet et monté directement sur le diaphragme. La liaison entre la partie de surface sphérique du clapet la surface conique du siège à l'intérieur duquel repose le clapet permet audit clapet d'osciller de façon à produire une pression de support sensiblement uniforme -.e la surface active du clapet et ladite partie de Devices of the type mentioned above essentially comprise a chamber inside which circulates a liquid and which communicates with a discharge orifice whose opening is controlled by a valve member, comprising a surface substantially planar and arranged to apply against a portion of annular surface coeiale said orifice. Said valve is pushed against -di-e annular surface portion by a spring, 3 'it on a deformable diaphragm constituting a wall of said chamber. The valve also has a substantially spherical surface placed opposite said active surface and profiled so as to be applied against a conical surface formed on a member supporting the valve and mounted directly on the diaphragm. The connection between the spherical surface portion of the flap and the conical surface of the seat within which the flapper rests allows said flap to oscillate so as to produce a substantially uniform support pressure -the active surface of the flapper and said portion. of
-,:.;-ace annulaire.-,: -; - ace annular.
Dans d'autres dispositifs, le clapet se -o-t-ose d'un disque circulaire dont une surface définit 1-!fli-te surface active, et d'une bille soudée sur l'autre -urface du disque. Dans ce cas également, la surface de a bille repose sur une surface conique du siège formé anx le support de clapet afin de permettre au clapet vosciller par rapport audit support, autour d'un axe In other devices, the valve-o-d-o-d-o-dose a circular disc whose one surface defines 1-! Fli-te active surface, and a ball welded to the other -urface of the disc. In this case also, the ball surface rests on a conical surface of the seat formed by the valve support to allow the valve to move relative to said support about an axis.
passant par le centre de la bille.passing through the center of the ball.
2<5 Lorsque la pression du liquide circulant a 2 <5 When the pressure of the circulating liquid has
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l'intérieur de la chambre dans les dispositifs mentionnés ci-dessus dépasse une valeur donnée, qui est déterminée par le réglage initial du dispositif, le diaphragme est déformé sous l'action exercée par le ressort et la surface active du clapet est écartée de ladite partie de surface annulaire afin de permettre un écoulement du liquide vers l'extérieur au travers de l'orifice de décharge. Des dispositifs du type brièvement décrit the interior of the chamber in the aforementioned devices exceeds a given value, which is determined by the initial setting of the device, the diaphragm is deformed under the action exerted by the spring and the active surface of the valve is removed from said annular surface portion to allow liquid flow outwardly through the discharge port. Devices of the type briefly described
ci-dessus présentent un certain nombre d'inconvénients. above have a number of disadvantages.
O10 En premier lieu, la fabrication des compo- O10 In the first place, the manufacture of
sants des dispositifs précités nécessite de nombreuses these devices requires many
opérations de haute précision, ce qui se traduit évidem- high precision operations, which evidently translates into
ment par un coQt de fabrication assez élevé. En fait, dans le cas d'un clapet comprenant une partie de surface sphérique, il est nécessaire d'effectuer un usinage extrêmement précis qui peut seulement être réalisé sur by a relatively high manufacturing cost. In fact, in the case of a valve comprising a spherical surface portion, it is necessary to perform an extremely precise machining which can only be performed on
des machines spéciales.special machines.
D'autre part, si l'élément précité est réalisé par soudage d'une bille sur un disque métallique, le soudage doit être effectué avec un soin extrême pour empêcher une déformation du disque. En outre, la surface sur laquelle repose le clapet dans la cavité de l'élément de support nécessite une finition e:-::êmement précise et On the other hand, if the aforesaid element is made by welding a ball on a metal disk, the welding must be performed with extreme care to prevent deformation of the disk. In addition, the surface on which the flapper rests in the cavity of the support element requires an extremely precise and precise finish.
un traitement de surface pour rendre mette surface parti- a surface treatment to make the surface parti-
culièrement dure. De telles opération sont également rendues difficiles par le fait que l!-te surface est placée à l'intérieur de la cavité méjugée dans l'élément de support. En outre, pour permettre -'exécution desdites opérations et du traitement de surface, les différents composants correspondants doivent être fabriqués en Hardly hard. Such operations are also made difficult by the fact that the surface is placed inside the cavity molded in the support member. In addition, to enable these operations and the surface treatment to be carried out, the corresponding components must be manufactured using
utilisant des matériaux de coat élevé. using high coat materials.
Enfin, à cause de la difficulté rencontrée lors de l'exécution des opérations mentionnées ci-dessus, les tolérances dimensionnelles et géométriques peuvent être assez larges, ce qui nuit au fonctionnement correct Finally, because of the difficulty encountered during the execution of the operations mentioned above, the dimensional and geometric tolerances can be quite wide, which hampers the correct functioning.
du dispositif final.of the final device.
L'objet de la présente invention est de créer un dispositif du type mentionné ci-dessus mais The object of the present invention is to create a device of the type mentioned above but
ne présentant aucun des inconvénients précités, c'est- having none of the aforementioned drawbacks, that is
à-dire un dispositif comportant un petit nombre de composants de conception appropriée, qui puissent être usinés d'une façon très précise mais sans nécessiter that is, a device with a small number of suitably designed components that can be machined in a very precise manner but without requiring
des machines ou des outillages spéciaux. special machines or tools.
Pour résoudre ce problème, il est créé, conformément à la présente invention, un dispositif pour maintenir sensiblement constante la pression d'un liquide dans un circuit hydraulique, en particulier le To solve this problem, it is created, according to the present invention, a device for maintaining substantially constant the pressure of a liquid in a hydraulic circuit, in particular the
circuit de carburant d'un système d'injection de carbu- fuel system of a fuel injection system
rant d'un moteur à combustion interne, ledit dispositif comprenant dans l'essentiel une chambre à l'intérieur de laquelle circule ledit liquide et qui communique avec un orifice de décharge, un passage dudit liquide au travers dudit orifice étant commandé par un élément an internal combustion engine, said device essentially comprising a chamber inside which said liquid circulates and which communicates with a discharge orifice, a passage of said liquid through said orifice being controlled by an element
formant clapet, comportant une surface active sensible- forming a valve, having a sensitive active surface
ment plane qui est agencée de manière à s'appliquer contre une partie de surface annulaire coaxiale audit orifice, ledit élément formant clapet étant poussé contre ladite partie de surface annulaire par un ressort agissant sur un diaphragme déformable constituant une paroi de ladite chambre, caractérisé par le fait qu'il comprend une bille placée entre ledit diaphragme et ledit élément formant clapet, ledit élément formant clapet comportant une surface concave opposée à ladite surface active et qui est profilée de façon à constituer un siège de support pour la surface de ladite bille afin de permettre audit élément formant clapet d'osciller, par rapport à ladite bille, autour d'un axe passant par le centre de ladite bille, et d'exercer ainsi une pression de support sensiblement uniforme entre ladite surface active dudit élément formant clapet et ladite partie de surface planar member which is arranged to bear against an annular surface portion coaxial with said orifice, said valve member being pushed against said annular surface portion by a spring acting on a deformable diaphragm constituting a wall of said chamber, characterized by the fact that it comprises a ball placed between said diaphragm and said valve member, said valve member having a concave surface opposite said active surface and which is shaped to form a support seat for the surface of said ball to allowing said valve member to oscillate, with respect to said ball, about an axis passing through the center of said ball, and thereby exert a substantially uniform support pressure between said active surface of said valve member and said surface part
annulaire.annular.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la Other features and advantages of the invention will be highlighted, in the following
description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en description, given by way of non-limiting example, in
référence au dessin unique annexé qui représente une vue en coupe axiale du dispositif conforme à la présente invention. Le dispositif conforme à la présente invention est conçu pour être utilisé dans un circuit hydraulique, en particulier le circuit de carburant d'un système d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne afin de maintenir la pression de ce carburant reference to the attached single drawing which shows a view in axial section of the device according to the present invention. The device according to the present invention is designed to be used in a hydraulic circuit, in particular the fuel system of a fuel injection system of an internal combustion engine in order to maintain the pressure of this fuel
à une valeur donnée et sensiblement constante. at a given value and substantially constant.
Le dispositif précité comprend dans l'essen- The aforesaid device comprises in the essential
tiel un corps 1 à l'intérieur duquel est formée une chambre 2 dans laquelle s'écoule le liquide passant dans ledit circuit, ce liquide étant introduit par un a body 1 inside which is formed a chamber 2 in which the liquid flowing in said circuit flows, this liquid being introduced by a
des tubes 3 et étant évacué par l'autre. tubes 3 and being evacuated by the other.
La chambre 2 communique avec un orifice de décharge 4, communiquant à son tour avec le trou ménage dans une douille d'extrémité 5. Entre le corps 1 et un couvercle 6 est maintenu un diaphragme déformable 7 soumis à l'action d'un ressort hélicoïdal 8 disposé The chamber 2 communicates with a discharge port 4, in turn communicating with the household hole in an end socket 5. Between the body 1 and a lid 6 is held a deformable diaphragm 7 subjected to the action of a spring helical 8 arranged
entre une première plaque 9 s'appuyant contre le dia- between a first plate 9 resting against the dia-
phragme 7 et une seconde plaque 10 fixée sur l'extrémité inférieured'une broche 11. La broche 11 est entrainée à l'intérieur d'un trou correspondant ménagé dans le couvercle 6 et elle peut être réglée axialement par 7 and a second plate 10 fixed on the lower end of a pin 11. The pin 11 is driven inside a corresponding hole in the cover 6 and can be adjusted axially by
rapport au couvercle 6 en vue d'un réglage de la précon- relative to the lid 6 for the purpose of adjusting the
trainte du ressort 8. La chambre formée à l'intérieur du couvercle 6 communique avec l'atmosphère extérieur 8. The chamber formed inside the cover 6 communicates with the outside atmosphere
par l'intermédiaire d'un trou 12 ménagé dans la broche 11. through a hole 12 in the spindle 11.
La douille 5 comporte une partie de surface The socket 5 has a surface portion
annulaire 15 sensiblement plane sur laquelle reposeunélé- substantially flat annular ring 15 on which rest
mnnt formant clapet 16. Cet élément formant clapet 16, qui a sensiblement la forme d'un disque, comporte une surface active 17 sensiblement plane qui est agencée de manière à entrer en contact avec ladite partie de surface annulaire 15 et, sur le côté opposé, une surface concave, de préférence conique 18, coaxiale audit disque. Le dispositif comprend également une bille 19, logée à l'intérieur d'une cavité 20 formée dans un élément de support 21 fixé sur le diaphragme déformable 7. La cavité 20 peut avoir une forme appropriée pour supporter la bille 19 et elle comprend, comme indiqué sur le dessin ci-joint à titre d'exemple, une partie de surface cylindrique et une partie de base de surface conique. La bille 19 peut être logée à l'intérieur de ladite cavité en reposant simplement contre ladite surface conique de base ou bien elle peut être bloquée à l'intérieur de la cavité, par exemple, en déformant de façon permanente les parties marginales de la cavité This substantially disc-like valve member 16 has a substantially planar active surface 17 which is arranged to contact said annular surface portion 15 and on the opposite side , a concave surface, preferably conical 18, coaxial with said disk. The device also comprises a ball 19, housed inside a cavity 20 formed in a support member 21 fixed on the deformable diaphragm 7. The cavity 20 may have a shape suitable for supporting the ball 19 and it comprises, as indicated in the accompanying drawing by way of example, a cylindrical surface portion and a conical surface base portion. The ball 19 can be housed inside said cavity by simply resting against said conical base surface or it can be locked inside the cavity, for example, by permanently deforming the marginal portions of the cavity
proprement dite.proper.
La bille 19 est disposée de manière à reposer sur la surface concave 18 de l'élément formant clapet 16, comme le montre clairement le dessin cijoint, et il est prévu un ressort hélicoïdal 22 pour maintenir le clapet The ball 19 is arranged to rest on the concave surface 18 of the valve member 16, as clearly shown in the accompanying drawing, and there is provided a coil spring 22 for holding the flapper
16 appliqué contre la bille 19.16 applied against the ball 19.
Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne The device described above works
comme suit.as following.
Dans des conditions de fonctionnement normal du dispositif, le liquide pénètre dans la chambre 2 par Under normal operating conditions of the device, the liquid enters chamber 2 through
un des tubes 3 et sort de la chambre par l'autre tube. one of the tubes 3 and leaves the chamber by the other tube.
D'autre part lorsque la pression du liquide dépasse une valeur donnée, qui est déterminée par la précontrainte du ressort et par les caractéristiques élastiques et géométriques du diaphragme déformable 7, la somme des pressions exercées sur le diaphragme 7 produit une résultante sensiblement axiale qui est capable de vaincre la précontrainte du ressort 8, etpar conséquent du diaphragme déformable 7. En conséquence l'élément de support 21 se déplace vers le haut afin d'écarter la surface active 17 de l'élément formant clapet 16 de la partie de surface annulaire 15 et de permettre ainsi le passage d'une quantité donnée de liquide par l'orifice de décharge 4. Lorsqu'une pression normale est en train d'être rétablie à l'intérieur de la chambre 2, l'élément formant clapet 16 est ramené par le ressort 8 dans sa position initiale, en arrêtant l'écoulement de liquide On the other hand, when the pressure of the liquid exceeds a given value, which is determined by the prestressing of the spring and by the elastic and geometrical characteristics of the deformable diaphragm 7, the sum of the pressures exerted on the diaphragm 7 produces a substantially axial resultant which is capable of overcoming the prestressing of the spring 8, and therefore of the deformable diaphragm 7. As a result, the support member 21 moves upwards to move away the active surface 17 of the valve member 16 from the annular surface portion 15 and thus allow the passage of a given amount of liquid through the discharge port 4. When a normal pressure is being restored within the chamber 2, the valve element 16 is brought back by the spring 8 to its initial position, stopping the flow of liquid
par l'orifice 4.through the hole 4.
Lors d'un retour dans ladite position de fermeture, l'élément formant clapet 16 peut osciller, par rapport à la bille 19, autour d'un axe passant par le centre de ladite bille, du fait de la liaison existant entre la surface sphérique de la bille et le profil When returning to said closed position, the valve element 16 can oscillate, with respect to the ball 19, around an axis passing through the center of said ball, because of the connection existing between the spherical surface ball and profile
conique de la surface 18.conical surface 18.
La liaison entre lesdites surfaces établit The connection between said surfaces establishes
évidemment un accouplement sensiblement sphérique per- obviously a substantially spherical coupling
mettant à l'élément formant clapet 16 de se déplacer jusque dans la position la plus appropriée pour créer une pression de support sensiblement uniforme entre la causing the valve member 16 to move to the most appropriate position to create a substantially uniform support pressure between the
surface active 17 et la partie de surface annulaire 15. active surface 17 and the annular surface portion 15.
Il en résulte que ledit élément formant clapet établit As a result, said flap element
également une étanchéité très efficace. also a very effective seal.
En outre, pendant un déplacement de l'élément formant clapet 16, le ressort 22 fait en sorte qu'il In addition, during a displacement of the valve element 16, the spring 22 makes it
soit maintenu en permanence contre la bille associée 19. be kept permanently against the associated ball 19.
Le dispositif conforme à la présente inven- The device according to the present invention
tion comporte également une structure très correcte, ainsi que des composants de conception correcte qui peuvent être fabriqués avec des tolérances d'usinage serré. L'élément formant clapet 16 ne comporte en fait pas plus de deux surfaces opposées, dont l'une est plane et l'autre conique, ces surfaces pouvant être usinées rapidement sur des machines standart et avec un haut degré It also features a very correct structure, as well as properly designed components that can be manufactured with tight machining tolerances. The valve element 16 does not actually comprise more than two opposite surfaces, one of which is flat and the other conical, these surfaces being able to be machined rapidly on standart machines and with a high degree
de précision, du fait qu'elles sont totalement acces- because they are totally accessible
sibles et d'un profil très simple. En outre, l'élément de support de bille 21 est également d'une conception très simple, ne nécessitant ni un usinage de précision ni l'utilisation de matériaux de coût élevé. La cavité 20 ménagée dans l'élément de support 21 et qui sert à recevoir la bille 19 ne nécessite aucun usinage de précision du fait de l'absence de mouvement entre la bille et la cavité, qui sert uniquement à supporter sibles and a very simple profile. In addition, the ball support member 21 is also of a very simple design, requiring neither precision machining nor the use of high cost materials. The cavity 20 formed in the support member 21 and which serves to receive the ball 19 requires no precision machining due to the absence of movement between the ball and the cavity, which is only used to support
cette bille. Comme le montre clairement le dessin ci- this ball. As the drawing below clearly shows
joint, même dans le cas o l'axe de la cavité n'est pas strictement coaxial à l'axe du trou 4 du corps 1, cela ne nuit en aucune manière à l'efficacité d'étanchéité de l'élément formant clapet 16, qui doit simplement être déplacé dans le plan des surfaces correspondantes 15 et 17 dont dépend l'efficacité d'étanchéité. En outre, du fait qu'aucun traitement de surface n'est nécessaire sur l'une quelconque des surfaces de l'élément de support 21, celui-ci peut être fabriqué en utilisant des matériaux joint, even in the case where the axis of the cavity is not strictly coaxial with the axis of the hole 4 of the body 1, this in no way affects the sealing efficiency of the valve member 16 which simply has to be moved in the plane of the corresponding surfaces 15 and 17 on which the sealing efficiency depends. Furthermore, since no surface treatment is required on any of the surfaces of the support member 21, it can be made using materials
de faible coût.low cost.
Enfin la bille 19 constitue un composant largement utilisé et de faible coût, comportant une finition extrêmement fine et des tolérances d'usinage précises. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. Finally, the ball 19 is a widely used and low cost component, having an extremely fine finish and precise machining tolerances. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown; it is capable of many variants accessible to those skilled in the art, depending on the intended applications and without departing from the spirit of the invention.
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