FR2982327A1 - Ensemble de bouchon pour vanne haute pression - Google Patents

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Abstract

Ensemble de bouchon (44) pour vanne haute pression (10) de type à corps tubulaire s'étendant selon un axe longitudinal (A) et dans lequel, sous l'action d'un actionneur piloté, une aiguille (14) se meut longitudinalement (A) entre une position fermée et une position ouverte, l'ensemble de bouchon (44) comprenant un bouchon (26) ayant une partie plane (27) apte à être fixée sur le corps transversalement à l'axe longitudinal (A), et un ressort (36) destiné à exercer sur l'aiguille (14) une force la sollicitant axialement vers la position fermée. Le ressort (36) est fixé au bouchon (26) formant avec lui un ensemble intégré (44).

Description

DP-320034 Ensemble de bouchon pour vanne haute pression DOMAINE TECHNIQUE L'invention est relative à une vanne haute pression pour circuit d'injection diesel et plus particulièrement au procédé de montage d'une telle vanne.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Les circuits d'injection directe de carburant dans les moteurs à combustion interne comprennent une vanne pilotée qui peut être en prise directe sur une rampe commune distribuant le carburant sous pression à des injecteurs. La vanne est normalement fermée et peut être actionnée pour ouvrir un passage et laisser sortir du carburant permettant ainsi de contrôler en permanence la pression dans le circuit d'injection. On connait entre autre des vannes comprenant un corps tubulaire dans lequel une aiguille pilotée par un actionneur électromagnétique obture ou libère le passage de sortie du carburant. A l'opposée dudit passage, un bouchon est soudé au corps et le ferme de manière étanche. En fonctionnement normal le passage est fermé et sa fermeture est assurée par l'actionneur piloté qui exerce sur l'aiguille une force de fermeture s'opposant à la force d'ouverture exercée sur l'aiguille par le carburant sous pression. Il est apparu nécessaire d'assurer la fermeture du passage en cas de défaillance pour une raison quelconque de l'actionneur. Un ressort de compression a donc été agencé dans le corps, à l'opposé du passage, le ressort agissant en permanence entre le bouchon et l'aiguille en exerçant sur celle-ci une force de fermeture du passage. Le ressort est calculé pour qu'en cas de défaillance de l'actionneur, la force exercée par le ressort soit suffisante pour vaincre la force d'ouverture exercée par le carburant, et qu'ainsi le carburant sous pression continue à alimenter les injecteurs. Il est entre autre connu des vannes dans laquelle l'aiguille est solidaire du noyau magnétique de l'actionneur, le ressort étant comprimé entre le bouchon et ledit noyau. Lors du montage des vannes, les multiples composants doivent être manipulés individuellement et mis en place les uns à la suite des autres. Entre autres, le montage du ressort et son maintien en place entre le noyau, le corps et le bouchon est source d'importantes difficultés et demande un temps de cycle de montage important. Il est devenu urgent de faciliter l'assemblage des vannes et d'en raccourcir le temps nécessaire.
RESUME DE L'INVENTION La présente invention résout le problème ci-dessus mentionné en proposant un ensemble de bouchon pour vanne haute pression partie au circuit d'injection à rampe commune d'un moteur à combustion interne. La vanne est de type à corps tubulaire s'étendant selon un axe longitudinal et dans lequel, sous l'action d'un actionneur piloté, une aiguille se meut longitudinalement entre une position fermée et une position ouverte. L'ensemble de bouchon comprend un bouchon ayant une partie plane apte à être fixée sur le corps transversalement à l'axe longitudinal, et un ressort destiné à exercer sur l'aiguille une force la sollicitant axialement vers la position fermée. Par ailleurs, le ressort est avantageusement fixé au bouchon formant avec lui un ensemble intégré facilement manipulable. De plus le bouchon comporte une protubérance annulaire qui s'étend axialement depuis la partie plane de manière à former un palier destiné au guidage longitudinal de l'aiguille. Le ressort est fixé sur la protubérance 20 annulaire. Le ressort est de préférence du type hélicoïdal et la protubérance annulaire comporte un premier tronçon de coincement dont le diamètre externe est légèrement supérieur au diamètre intérieur du ressort. Ainsi le ressort se fixe par coincement d'une spire autour dudit tronçon de coincement. Le tronçon de 25 coincement est agencé à la base de la protubérance proche de la partie plane du bouchon. La protubérance annulaire comporte un second tronçon de guidage qui s'étend au-delà du tronçon de coincement et dont le diamètre externe est inférieur au diamètre intérieur du ressort. Ainsi, au cours du montage, le second tronçon de guidage sert de guide pour le ressort, sans gêner les mouvements du ressort lors 30 des phases de compression et détente. Le tronçon de guidage et le tronçon de coincement peuvent se raccorder par une surface tronconique ce qui a l'avantage de faciliter à la mise en place du ressort lors du montage. La protubérance est réalisée venue de matière avec le bouchon. Alternativement, le ressort peut être fixé au bouchon par soudage ou collage ou tout autre moyen notamment en utilisant une pièce intermédiaire telle une bride. Ce mode de fixation peut être choisi pour remplacer ou pour être ajouté au mode par coincement ci-dessus décrit. De plus, le bouchon est pourvu d'une chemise tubulaire s'étendant axialement depuis le pourtour de la partie plane jusqu'à une extrémité distale. Le bouchon est apte à être fixé au corps au niveau de cette extrémité distale. Ainsi, le bouchon délimite un espace intérieur apte à loger et à guider une partie mobile de l'actionneur piloté tel le noyau magnétique d'un électroaimant. L'invention est également relative à une vanne haute pression partie au circuit d'injection à rampe commune d'un moteur à combustion interne. La vanne comprend un corps tubulaire, un passage dit basse pression, pour le carburant étant formé à une première extrémité du corps. Une aiguille est axialement agencée dans le corps et se déplace sous l'action d'un actionneur piloté entre une position ouverte du passage et une position fermée du passage, La vanne comprend de plus un ensemble de bouchon selon la description ci-dessus. Le bouchon est fixé à une seconde extrémité du corps opposée à la première extrémité et le ressort est agencé entre le bouchon et l'aiguille et exerce sur celle- ci une force la sollicitant vers la position fermée. L'invention concerne enfin un procédé de montage d'une vanne haute pression destinée à être partie au circuit d'injection à rampe commune d'un moteur à combustion interne. Le procédé comprend les étapes suivantes : - pourvoir un corps tubulaire s'étendant selon un axe longitudinal, un passage étant formé à une extrémité du corps, - pourvoir une aiguille et un actionneur piloté, - pourvoir un bouchon ayant une partie plane apte à être fixée sur le corps transversalement à l'axe du corps, le bouchon étant pourvu d'un palier destiné au guidage l'aiguille selon l'axe longitudinal, - pourvoir un ressort, - agencer l'aiguille et l'actionneur piloté dans le corps, - fixer le ressort au bouchon de sorte à former un ensemble de bouchon intégré selon la description qui précède. Cette étape du procédé peut avantageusement être réalisée en parallèle des autres étapes ce qui permet une économie de temps. De plus grâce à cette étape du procédé la manipulation de l'ensemble de bouchon est facilité. - agencer l'ensemble de bouchon de sorte que le ressort exerce une force sur l'aiguille, - fixer l'ensemble de bouchon au corps.
DESCRIPTION DES FIGURES Un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit par l'intermédiaire des figures suivantes. La Figure 1 est une vue en coupe axiale d'une vanne haute pression selon l'invention.
La Figure 2 est un détail de la Figure 1. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PRÉFÉRÉS La Figure 1 représente une vanne 10 agencée à l'extrémité de la rampe commune 11 d'un circuit d'injection directe haute pression équipant un moteur à combustion interne. La vanne 10 comprend un corps 12 cylindrique et tubulaire s'étendant selon un axe longitudinal A. Une aiguille 14 est agencée dans le corps 12 et peut s'y déplacer selon l'axe longitudinal A. Les déplacements de l'aiguille sont commandés par un actionneur 16 électromagnétique dont le noyau 18 est solidaire de l'aiguille 14. Une soudure, ou tout autre moyen de fixation permanent peut être utilisé pour solidariser ensemble l'aiguille 14 et le noyau 18. L'aiguille 14 s'étend entre une première extrémité 20, ici représentée pointue et à gauche sur la Figure 1, et une seconde extrémité 22 représentée plate. La première extrémité 20 coopère avec un siège 24 solidaire du corps 12, le siège 24 étant pourvu d'un trou central. Lorsque l'actionneur 16 force l'aiguille 14 de sorte que la première extrémité 20 soit en contact circonférentiel avec le siège 24, le carburant sous haute pression circule dans la rampe 11 vers les injecteurs non représentés, la vanne étant dans un état fermé. Par contre lorsque l'actionneur 16 commande à l'aiguille 14 de se déplacer en éloignant la première extrémité 20 du siège 24, alors le carburant sous pression dans la rampe 11 sort de la rampe 11 par le trou central du siège 24 et atteint un passage de sortie basse pression BP. La vanne 10 a commuté de l'état fermé à l'état ouvert. De nombreuses constructions existent pour réaliser cette coopération entre l'aiguille 20 et le siège 24 en vue de la fermeture de la vanne 10. Notamment on connait l'adjonction d'une bille entre l'extrémité 20, la bille étant d'un diamètre suffisant pour boucher le trou central du siège 24 sans pour autant y passer ni s'y coincer. On comprend par ailleurs que lorsque la vanne 10 est en état fermé le carburant sous pression dans la rampe 11 exerce sur l'aiguille une force qui tend à la repousser et à ouvrir le passage de sortie basse pression BP. A l'opposé du siège 24, du côté de la seconde extrémité 22 de l'aiguille 14, le corps 12 est fermé de manière étanche par un bouchon 26. Le bouchon 26 est fixé de manière permanente au corps 12. Cette fixation réalisée par soudure peut également être réalisée par d'autres moyens. Le bouchon 26 comprend une partie plate 27 dont la face 28 tournée vers le corps 12, face dite face interne 28, est transversale à l'axe A du corps 12. Au centre de la face interne 28 s'étend axialement une protubérance 30 pourvue d'une face extérieure 32 et d'un logement creux dont la face intérieure de révolution 34 forme un palier de guidage de la seconde extrémité 22 de l'aiguille 14 qui peut y coulisser selon l'axe longitudinal A.
Comme représenté sur les Figures, le bouchon 26 comprend une chemise cylindrique 29 qui s'étend axialement depuis le pourtour périphérique de la partie plate 27. Le bouchon 26 est fixé au corps 12 par soudage au niveau de l'extrémité de la chemise 29. Ainsi mis en place et fixé au corps 12, le bouchon 26 définit un volume intérieur dans lequel se loge et se déplace axialement le noyau 18.
Alternativement à cette construction d'un bouchon pourvu d'une chemise, on peut associer la chemise au corps, le bouchon ne comprenant que la partie plane. Pour assurer qu'en cas de défaillance de l'actionneur 16 la vanne 10 demeure en état fermé et que le passage de sortie basse pression BP demeure obturé par la première extrémité 20 de l'aiguille, un ressort 36 hélicoïdal est comprimé entre la face interne 28 du bouchon 26 et le noyau 18 de l'actionneur 16. Ainsi agencé le ressort 36 exerce en permanence sur l'aiguille 14, par l'intermédiaire du noyau 18, une force de fermeture qui sollicite l'aiguille 14 de sorte à maintenir la vanne 10 en état fermé. Le ressort 36 est dimensionné pour que la force de fermeture exercée sur l'aiguille 14 soit supérieure à la force d'ouverture exercée sur cette même aiguille 14, mais dans le sens opposé à la force de fermeture, par le carburant sous pression. La vanne 10 est donc maintenue dans en état fermé même en cas de défaillance de l'actionneur 16.
Dans le but de faciliter le montage de la vanne 10, la face extérieure 32 de la protubérance 30 comprend un tronçon de base 38 situé à la jonction avec la face interne 28 et un tronçon de guidage 40. Le tronçon de base 38 est cylindrique de révolution d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre intérieur de la dernière spire 42 du ressort 36. Par contre le tronçon de guidage 40 est d'un diamètre inférieur au diamètre intérieur du ressort 36. Ainsi, lors de l'assemblage de la vanne 10, le ressort 36 est facilement fixé au bouchon 26 en l'enfilant d'abord autour du tronçon de guidage 40 jusqu'à coincer la dernière spire 42 autour du tronçon de base 38. Le bouchon 26 et le ressort 36 forment ainsi un ensemble de bouchon 44 intégré très facilement manipulable. De multiples variantes de réalisation de l'ensemble de bouchon 44 peuvent être réalisées en déclinant divers de mode de fixation du ressort sur le bouchon. Les tronçons de base 38 et de guidage 40 détaillés sur la Figure 2 sont cylindriques de révolution et liés l'un à l'autre par une surface intermédiaire tronconique. Elles pourraient également ne constituer qu'une seule surface légèrement tronconique, plus large à la base qu'au sommet. Egalement la protubérance 30 pourrait ne pas avoir de tronçon de guidage et ne comprendre qu'un tronçon de base 38 pour le coincement du ressort. La protubérance ici représentée et décrite comme étant de révolution complète pourrait être constituée de plusieurs tronçons distincts formant ensemble le palier de guidage et la base de coincement. Le coincement et le guidage du ressort 36 ont été décrits intérieurs au ressort. On peut envisager un bouchon 26 pourvu non pas d'une protubérance mais d'un logement en creux dans lequel le ressort vient se coincer par son diamètre extérieur, le guidage, s'il est présent pouvant être intérieur ou extérieur au ressort. Enfin une fixation du ressort 36 au moyen d'un soudage ou d'un collage est également envisageable.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Ensemble de bouchon (44) pour vanne haute pression (10) partie au circuit d'injection à rampe commune d'un moteur à combustion interne, la vanne (10) étant de type à corps (12) tubulaire s'étendant selon un axe longitudinal (A) et dans lequel, sous l'action d'un actionneur piloté (16), une aiguille (14) se meut longitudinalement (A) entre une position fermée et une position ouverte, l'ensemble de bouchon (44) comprenant un bouchon (26) ayant une partie plane (27) apte à être fixée sur le corps (12) transversalement à l'axe longitudinal (A), et un ressort (36) destiné à exercer sur l'aiguille (14) une force la sollicitant axialement vers la position fermée, caractérisé en ce que le ressort (36) est fixé au bouchon (26) formant avec lui un ensemble intégré (44).
  2. 2. Ensemble de bouchon (44) selon la revendication 1 dans lequel le bouchon (26) comporte une protubérance annulaire qui s'étend axialement (A) depuis la partie plane (27) de manière à former un palier (30) destiné au guidage longitudinal de l'aiguille (14), le ressort (36) étant fixé sur la protubérance annulaire.
  3. 3. Ensemble de bouchon (44) selon la revendication précédente dans lequel le ressort (36) est du type hélicoïdal et dans lequel la protubérance annulaire comporte un premier tronçon de coincement (38) dont le diamètre externe est légèrement supérieur au diamètre intérieur du ressort (36) de sorte que le ressort (36) se fixe par coincement d'une spire (42) autour dudit tronçon de coincement (38).
  4. 4. Ensemble de bouchon (44) selon la revendication 3 dans lequel le tronçon de coincement (38) est agencé à la base de la protubérance (30) proche de la partie plane (27) du bouchon (26), la protubérance annulaire comportant un second tronçon de guidage (40) qui s'étend au-delà du tronçon de coincement (38) et dont le diamètre externe est inférieur au diamètre intérieur du ressort (36) desorte à servir, au cours du montage, de guide pour le ressort (36), sans gêner les mouvements du ressort (36) lors des phases de compression et détente.
  5. 5. Ensemble de bouchon (44) selon la revendication 4 dans lequel le tronçon de guidage (40) et le tronçon de coincement (38) se raccordent par une surface tronconique.
  6. 6. Ensemble de bouchon (44) selon l'une quelconque des revendications 2 à 5 dans lequel la protubérance est réalisée venue de matière avec le bouchon (26).
  7. 7. Ensemble de bouchon (44) selon une quelconque des revendications précédentes dans lequel le ressort (36) est fixé au bouchon (26) par soudage ou collage.
  8. 8. Ensemble de bouchon (44) selon une quelconque des revendications précédentes dans lequel le bouchon (26) est pourvu d'une chemise tubulaire (29) s'étendant axialement (A) depuis le pourtour de la partie plane (27) jusqu'à une extrémité distale, le bouchon (26) étant apte à être fixé au corps (12) au niveau de cette extrémité distale de sorte que le bouchon (26) délimite un espace intérieur apte à loger et à guider une partie mobile (18) de l'actionneur (16) piloté.
  9. 9. Vanne haute pression (10) partie au circuit d'injection à rampe commune d'un moteur à combustion interne, la vanne (10) comprenant un corps (12) tubulaire, un passage (BP) pour le carburant étant formé à une première extrémité du corps (12) et une aiguille (14) axialement agencée dans le corps (12) se déplaçant sous l'action d'un actionneur piloté (16) entre une position ouverte du passage (BP) et une position fermée du passage (BP), caractérisée en ce qu'elle comporte un ensemble de bouchon (44) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le bouchon (26) étant fixé à une seconde extrémité du corps (12) opposée à la première extrémité,le ressort (36) étant agencé entre le bouchon (26) et l'aiguille (14) et exerçant sur celle-ci une force la sollicitant vers la position fermée.
  10. 10. Procédé de montage d'une vanne haute pression (10) destinée à être partie au circuit d'injection à rampe commune d'un moteur à combustion interne, le procédé comprenant les étapes suivantes : - pourvoir un corps (12) tubulaire s'étendant selon un axe longitudinal (A), un passage (BP) étant formé à une extrémité du corps (12), - pourvoir une aiguille (14) et un actionneur piloté (16), - pourvoir un bouchon (26) ayant une partie plane (27) apte à être fixée sur le corps (12) transversalement à l'axe (A) du corps (12), le bouchon (26) étant pourvu d'un palier (30) destiné au guidage l'aiguille (14) selon l'axe longitudinal (A), - pourvoir un ressort (36), - agencer l'aiguille (14) et l'actionneur piloté (16) dans le corps (12), le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend de plus, les étapes suivantes : - fixer le ressort (36) au bouchon (26) de sorte à former un ensemble de bouchon intégré (44) selon une quelconque des revendications 1 à 6, - agencer l'ensemble de bouchon (44) de sorte que le ressort (36) exerce une force sur l'aiguille (14), - fixer l'ensemble de bouchon (44) au corps (12).
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