FR2805004A1 - Dispositif d'etranglement, notamment pour injecteur de carburant - Google Patents

Abstract

Ce dispositif d'étranglement comprend un insert d'étranglement (4) monté à joint étanche dans un alésage (2) de l'organe avec interposition d'un fourreau (3). La dureté de l'insert d'étranglement est de préférence plus faible que la dureté du fourreau. Le dispositif d'étranglement permet d'obtenir un montage économique et d'une étanchéité très sûre.Application notamment aux injecteurs de carburant.

Description

L'invention concerne un dispositif d'étranglement monté dans un organe, dispositif qui comprend un alésage ménagé dans l'organe et un insert d'étranglement qui présente le perçage d'étranglement et qui est introduit dans l'alésage.

On utilise des dispositifs d'étranglement, par exemple, dans un injecteur de carburant, pour régler d'une façon définie l'arrivée d'un écoulement à une chambre de commande.

On connaît, par le document EP 0 304 749 B1 un injecteur de carburant possédant des dispositifs d'étranglement appropriés pour déterminer l'arrivée d'un écoulement dans une chambre de commande et la sortie d'un écoulement hors de cette chambre. Le dispositif d'étranglement .est composé d'un alésage dans lequel est placé un insert d'étranglement. Ceci a l'avantage consistant en ce que l'insert d'étranglement peut être fabriqué avec précision en dehors de l'injecteur et être mis en place dans l'alésage par la suite.

Le dispositif d'étranglement connu présente l'inconvénient consistant en ce que l'insert d'étranglement doit être nécessairement assemblé à l'injecteur à joint étanche. Ceci exige une technique d'assemblage relativement compliquée.

Le but de l'invention consiste à réaliser un dispositif d'étranglement pour un organe, qui puisse être monté dans l'organe d'une façon simple.

Le problème de l'invention est résolu par le fait qu'un fourreau est placé dans l'alésage, en ce que l'insert d'étranglement est placé dans le fourreau et en ce que l'insert d'étranglement précontraint le fourreau contre l'organe, de telle sorte que la position du fourreau et celle de l'insert d'étranglement sont fixées. On obtient avantageusement un montage simple de l'insert d'étranglement dans l'organe par le fait qu'entre l'organe et l'insert d'étranglement est interposé un fourreau qui est pressé à joint étanche contre l'organe. Ceci garantit que, sans assemblage compliqué entre l'insert d'étranglement et l'organe, le dispositif d'étranglement sera assemblé à l'organe à joint étanche.

I1 est particulièrement avantageux de choisir un insert d'étranglement qui présente une plus grande dureté que le fourreau, de manière que, lors du montage du dispositif d'étranglement, la déformation se produise essentiellement dans le fourreau, et qu'elle garantit ainsi une haute étanchéité.

Une forme avantageuse du fourreau est représentée par la forme de godet, dans laquelle le fourreau présente un fond de fourreau muni d'une ouverture. Dans l'état monté, la paroi du godet est avantageusement pressée contre l'organe par l'insert d'étranglement. On obtient de cette façon l'étanchéité avec une grande fiabilité, puisque la paroi du godet est pressée contre l'organe en établissant un joint étanche.

La forme sphérique représente une forme particulièrement appropriée pour l'insert d'étranglement puisqu'une forme sphérique est particulièrement bien appropriée pour l'emmanchement à force du fourreau dans l'organe.

Une autre forme avantageuse de réalisation de l'insert d'étranglement est représentée par la forme conique qui permet un montage simple et qui garantit l'étanchéité avec une haute sécurité.

La fiabilité de l'étanchéité du dispositif d'étranglement est améliorée par le fait que l'alésage dans lequel l'insert d'étranglement est placé varie d'un grand diamètre à un petit diamètre en suivant un cône intérieur, et que le fourreau présente un cône extérieur convenablement adapté au cône intérieur de l'alésage. Cette disposition apporte l'avantage consistant en ce que le fourreau est enfoncé dans le cône intérieur de l'alésage en subissant une compression et qu'il est ainsi monté à joint étanche avec certitude. Dans une construction avantageuse, il est prévu une différence d'angle de portée entre le cône intérieur et le cône extérieur, le cône intérieur présentant un plus petit angle de portée que le cône extérieur, ce qui offre une étanchéité encore meilleure.

Par ailleurs, il est avantageux que le fond du godet soit réalisé avec une forme conique en direction de l'ouverture et que l'insert d'étranglement soit emmanché à force dans la région conique.

L'invention a également pour objet un injecteur possédant une aiguille d'injection, une chambre de commande qui est en liaison active avec l'aiguille d'injection, la position de l'aiguille d'injection pouvant être commandée par une pression régnant dans la chambre de commande, la chambre de commande présentant une arrivée et une sortie d'écoulement, cet injecteur étant caractérisé en ce que l'arrivée et la sortie sont réalisées sous la forme d'un dispositif d'étranglement présentant l'une ou plusieurs des particularités présentées ci-dessus.

L'invention est décrite dans ce qui suit à propos de l'exemple d'un injecteur. Toutefois, l'insert du dispositif d'étranglement selon l'invention n'est pas limité au domaine d'application des injecteurs mais il peut être utilisé dans tous les domaines de la technique.

Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple: la figure 1 représente un injecteur, la figure 2 représente un dispositif d'étranglement, la figure 3 représente une fourreau en forme de godet en coupe, la figure 4 montre un fond de fourreau, la figure 5 montre un dispositif d'étranglement emmanché à force, la figure 6 représente un fourreau, la figure 7 représente un procédé de montage pour la construction du dispositif d'étranglement, la figure 8 montre un dispositif d'étranglement muni d'un fourreau conique qui présente une différence d'angle de portée avec la région conique de l'alésage, la figure 9 montre un dispositif pour le montage d'un élément inséré d'étranglement conique et la figure 10 montre un dispositif d'étranglement comprenant un élément inséré d'étranglement conique.

La figure 1 montre schématiquement la construction d'un injecteur 30 qui comprend une chambre de commande 33 limitée par un piston de commande 35 guidé dans l'injecteur 30, le piston de commande fermant la chambre de commande 33 à joint étanche. Le piston de commande 35 est en liaison fonctionnelle avec une aiguille d'injection 36. L'aiguille d'injection 36 présente, à la pointe de l'aiguille, des surfaces d'étanchéité 39 qui obturent hermétiquement des trous d'injection 38 dans la position de repos. L'injecteur 30 présente une conduite de carburant 34 qui est raccordée, par exemple, à un accumulateur de carburant. Le carburant est acheminé sous haute pression, par l'intermédiaire de la conduite de carburant .34, à une chambre de pression 37 qui est disposée dans la région de surfaces de pression 44 de l'aiguille d'injection 36. La chambre de pression 37 est par ailleurs en communication avec les trous d'injection 38 par l'intermédiaire d'un perçage de guidage dans lequel l'aiguille d'injection 36 est guidée.

En supplément, la conduite de carburant 34 est en communication avec la chambre de commande 33 par l'intermédiaire d'un étranglement d'arrivée 31. La chambre de commande 33 est par ailleurs en communication, par l'intermédiaire d'un étranglement d'écoulement de sortie 32, avec une servovalve 40 qui est commandée par un actionneur 42. L'actionneur 42 possède des raccordements électriques par l'intermédiaire desquels l'actionneur 42 est piloté par un appareil de commande. La servovalve 40 ouvre et ferme, en fonction de sa position, une communication entre la chambre de commande 33 et un retour 41 qui est de préférence en communication avec le réservoir de carburant.

La section de l'étranglement d'arrivée 31 est plus petite que la section de l'étranglement d'écoulement de sortie 32. L'aiguille d'injection 36 est sollicitée avec la haute pression de carburant qui règne dans la chambre de pression 37 par l'intermédiaire de la surface de pression 44. En même temps, l'aiguille d'injection 36 est sollicitée, par l'intermédiaire du piston de commande 35, avec la pression qui règne dans la chambre de commande 33. Sous l'action de la servovalve 40, la pression dans la chambre de commande 33 est réglée et l'ouverture et la fermeture des trous d'injection 38 sont commandées par l'aiguille d'injection 36. L'étranglement d'arrivée 31 et l'étranglement d'écoulement de sortie 33 représentent des dispositifs d'étranglement selon l'invention dont la construction est décrite de façon plus précise sur les figures décrites ci-après.

La figure 2 montre un dispositif d'étranglement dans lequel un alésage 2 ménagé dans un organe 1 se termine, au niveau d'un épaulement, par un perçage de sortie 6 plus petit. Dans l'alésage 2, est inséré un fourreau 3 en forme de godet qui présente une ouverture 9 dans son fond de fourreau 8. Les parois latérales du fourreau 3 en forme de godet sont appuyées contre la paroi latérale de l'alésage 2 et le fond 8 du fourreau est appuyé sur la surface d'appui 19 de l'épaulement où l'alésage 2 se termine par le perçage de sortie 6. Dans une forme particulière de réalisation, les parois latérales de l'alésage 2 et la surface d'appui 19 sont disposées à angle droit entre elles. Dans le fourreau 3 en forme de godet est placé un insert d'étranglement sphérique 4 qui présente un perçage d'étranglement central 5. Le perçage d'étranglement 5 est disposé de manière à former une ouverture menant de la région située au-dessus de l'insert d'étranglement 34 au perçage de sortie 6. Le perçage d'étranglement 5 est plus petit en section que l'ouverture 9 ou que le perçage de sortie 6, de sorte que la fonction d'étranglement est déterminée par le perçage d'étranglement 5. Le perçage d'étranglement 5 est lui aussi formé avec une précision correspondante.

La figure 3 montre en coupe le fourreau en godet 3 avec le fond 8 du fourreau et l'ouverture 9. Par ailleurs, on prévoit de préférence sur la face extérieure des parois du fourreau une structure d'engrènement 17 qui, dans le cas le plus simple, est constituée par des protubérances annulaires faisant tout le tour. La structure d'engrènement 17 apporte l'avantage consistant en ce que, grâce aux protubérances, lors de la mise des parois du fourreau en pression contre l'organe 1, d'une part on obtient un assemblage mécanique par engrènement et, en supplément, on garantit une étanchéité sûre.

Dans une forme de réalisation plus simple, la structure d'engrènement 17 peut aussi être réalisée sous la forme d'une surface ayant une plus haute rugosité qui permet elle aussi un assemblage par engrènement avec l'organe 1 et une étanchéité. Le fourreau en godet 3 présente sensiblement la forme d'un fourreau circulaire qui est ouvert à une extrémité et qui présente, à une deuxième extrémité, un fond de fourreau muni d'une ouverture centrale 9.

La figure 4 montre le fourreau en godet 3 vu de dessus, de sorte que le fond 8 du fourreau est visible. L'insert d'étranglement 4 est réalisé, par exemple à partir d'une bille fabriquée préalablement dans laquelle est ménagé un perçage d'étranglement central 5. La dureté de l'insert d'étranglement 4 est de préférence plus grande que la dureté du fourreau en godet 3.

La figure 5 montre une représentation schématique d'un dispositif d'étranglement dans lequel des régions de déformation 11 sont représentées à échelle agrandie. L'étanchéité de l'alésage 2, qui interdit un écoulement de carburant en dehors du perçage d'étranglement 5, est obtenue par le fait que, lors de l'emmanchement à force de l'insert d'étranglement 4 dans l'alésage à étranglement 2, les parois latérales du fourreau en godet 3 sont pressées vers l'extérieur contre les parois latérales de l'organe 1. Etant donné que la dureté de l'insert d'étranglement 4 est plus grande que la dureté du fourreau en godet 3, le fourreau en godet 3 est sensiblement écrasé dans cette opération, de sorte que le fourreau en godet 3 est comprimé dans les régions de pression 11 pour former un joint entre l'organe 1 et l'insert d'étranglement 4. La compression s'effectue de préférence non seulement au niveau des parois latérales de l'organe 1 mais dans un perfectionnement de l'invention, également dans la région de la surface de portée 19, de sorte que le fond 8 du fourreau est lui aussi comprimé pour former un joint étanche. Dans cette action, il se produit en particulier une application sous pression dans la région de l'ouverture 9. Grâce à cette disposition avantageuse, il existe deux régions annulaires d'étanchéité 45, 46, formant des joints étanches faisant tout le tour qui garantissent une haute fiabilité du joint étanche. La première région d'étanchéité 45 est située à mi-hauteur de l'insert d'étranglement sphérique 4. La deuxième région d'étanchéité 46 est formée adjacente à l'ouverture 9 dans la région de sortie du perçage d'étranglement 5.

La figure 6 montre une forme de réalisation simple et économique d'un fourreau 10 qui correspond essentiellement au fourreau en godet 3 mais où l'on se dispense d'un fond de fourreau 8. Le fourreau 10 représente un fourreau ouvert aux deux extrémités. Dans un mode préféré, il est aussi prévu sur le fourreau 10 une structure d'engrènement 17 sous la forme d'une surface annulaire faisant tout le tour.

La figure 7 montre un procédé de montage du dispositif d'étranglement selon la figure 2. Ici, un fourreau en godet 3 est emmanché dans un alésage 2 d'un organe 1, l'insert d'étranglement sphérique 4 étant engagé dans la région d'entrée du fourreau en godet 3 (figure du haut). Sur la figure du milieu, on peut voir un poinçon 16 qui enfonce l'insert d'étranglement 4 dans le fourreau en godet 3 avec une force F prédéterminée. Dans cette action, comme on peut le voir sur la figure du bas, l'insert d'étranglement 4 est enfoncé dans le fourreau en godet 3 jusqu'à ce que l'insert d'étranglement 4 ait entièrement disparu dans l'alésage 2. Le perçage d'étranglement 5 est orienté ici de telle manière que la sortie du perçage d'étranglement 5 se trouve au-dessus de l'ouverture 9.

Dans un mode préféré, le fourreau en godet 3 est réalisé dans sa région d'extrémité supérieure de telle manière que, lors de l'emmanchement à force de l'insert d'étranglement 4, la région d'extrémité supérieure soit repoussée vers l'intérieur à la façon d'un collet 18, ce qui empêche l'insert d'étranglement 4 de tomber. Cette disposition de sécurité ne devrait pas intervenir dans le travail normal de l'injecteur puisque, lors de l'emmanchement à force, l'insert d'étranglement 4 est assemblé rigidement au fourreau en godet 3, ce qui empêche l'insert d'étranglement 4 de se détacher. Toutefois, dans le cas d'un accident du véhicule automobile, il pourrait s'exercer sur l'insert d'étranglement 4 une sollicitation suffisamment grande pour que cet élément se détache de son assemblage. Même dans ce cas, l'insert d'étranglement 4 est retenu dans le fourreau en godet 3 parle collet 18.

La figure 8 montre une forme particulière de réalisation d'un fourreau en godet 3 qui présente un fond de fourreau 22 de forme conique. En supplément, l'épaulement entre le plus grand alésage 2 et le perçage de sortie 6 est réalisé sous la forme d'une portée d'étanchéité conique 24. Cette disposition a l'avantage consistant en ce qu'avec un outil d'emmanchement à force 20 en forme de douille, le fourreau en godet 3 est déformé dans la portée d'étanchéité 24 et que ce n'est qu'ensuite, comme ceci est représenté sur la figure 7, que l'insert d'étranglement 4 est emmanché à force dans le fourreau en godet. On prévoit de préférence une différence d'angle entre la portée d'étanchéité 24 et le cône extérieur 23 du fond de fourreau conique 22, en ce sens que l'angle d'ouverture de la portée d'étanchéité 24 est plus grand que l'angle d'ouverture du cône extérieur 23. De cette façon, on obtient à coup sûr un assemblage étanche entre le fond conique 22 du fourreau et la portée d'étanchéité 24.

Le fond de fourreau 22 représenté sur la figure 8 présente, comme autre caractéristique avantageuse, une surface de portée inférieure 21, de préférence conique, contre laquelle l'insert d'étranglement 4 est emmanché à force lors du montage. La surface de portée conique 21 garantit l'obtention d'une surface de pression étanche annulaire faisant tout le tour entre l'insert d'étranglement sphérique 4 et la surface de portée 21.

La figure 9 montre schématiquement un dispositif avec lequel un insert d'étranglement conique 12 peut être mis en place dans un alésage 2 d'un organe 1. L'organe 1 de la figure 7 présente un alésage traversant rectiligne 2 dans lequel est logé un fourreau 10 ouvert sur les deux côtés. Dans le fourreau 10, est emmanché partiellement l'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau qui présente un perçage d'étranglement traversant 5. On a prévu à droite, à côté de l'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau, dans la région de l'extrémité du perçage d'étranglement 5, une tige 14 qui est fixée à la surface d'extrémité de l'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau par l'intermédiaire d'une zone d'amorce de rupture 48.

L'insert d'étranglement 12 en forme de godet présente une surface extérieure conique 13 qui présente, dans la forme de réalisation représentée, un angle d'ouverture A de 5 , par exemple. Le montage de l'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau s'effectue par le fait qu'on prévoit, sur un côté de l'organe 1, un outil de retenue 15 qui maintient l'organe de montage 1 dans une position prédéterminée. En outre, la tige 14 est enfilée à travers l'alésage 2 par le côté opposé et elle est poussée à travers l'alésage 2 en direction de l'outil de retenue 15. A l'aide de la tige 14, on enfile entièrement l'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau dans l'alésage 2, et sous l'effet de la forme conique 13 s'élargissant, il se produit une déformation du fourreau 10 dans la région gauche de celui-ci. La déformation donne naissance à une troisième région d'étanchéité 47 qui est disposée en couronne autour de l'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau, et qui établit un joint étanche entre l'insert d'étranglement 12 et l'organe 1.

Lorsque l'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau a été entièrement introduit, on brise le poinçon 14 au niveau de la zone d'amorce de rupture 48, de sorte que le perçage d'étranglement 5 est ouvert de part en part.

Dans un procédé simple, l'insert d'étranglement 12 peut aussi être réalisé sans tige 14 et être simplement emmanché dans l'alésage 2.

La figure 10 montre à l'état monté un insert d'étranglement 12 en forme de fourreau qui, dans la région de la troisième zone d'étanchéité 47, est assemblé à l'organe 1 à joint étanche et positionné en position fixe par une déformation du fourreau 10. L'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau présente de préférence une plus grande dureté que le fourreau 10, de sorte que la déformation se produit essentiellement dans le fourreau 10.

Le dispositif d'étranglement de la figure 2 est de préférence disposé dans un injecteur de la figure 1 de telle manière que l'extrémité ouverte du fourreau 3 en forme de godet soit dirigée en sens inverse du sens de l'écoulement du carburant, de sorte que le courant de carburant enfonce l'insert d'étranglement 4 dans l'alésage 2 Cette orientation avantageuse est également représentée dans l'étranglement de sortie d'écoulement 32, puisque, lors de l'ouverture de la servovalve 40, le carburant s'écoule de la chambre de commande 33 dans le retour 41. De cette façon, on obtient une meilleure stabilité à long terme grâce à cette orientation du dispositif d'étranglement.

Dans le dispositif d'étranglement selon la figure 10, le dispositif d'étranglement est de préférence agencé de manière que le carburant pénètre dans l'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau par le côté sur lequel est formée la troisième région d'étanchéité 47.

De cette façon, le sens de l'écoulement du carburant garantit une haute stabilité à long terme, puisque l'écoulement du carburant a aussi pour effet d'enfoncer l'insert d'étranglement 12 en forme de fourreau contre le fourreau 10.

Claims (9)

REVENDICATIONS

1. Dispositif d'étranglement monté dans un organe, comportant un alésage ménagé dans l'organe, et un insert d'étranglement qui présente le perçage d'étranglement et qui est placé dans l'alésage, caractérisé en ce qu'un fourreau (3, 10) est inséré dans l'alésage (2), en ce que l'insert d'étranglement (4) est placé dans le fourreau (3, 10) et en ce que l'insert d'étranglement (4) précontraint le fourreau contre l'organe (1), de sorte que la position du fourreau (3, 10) et celle de l'insert d'étranglement (4) sont fixées.

2. Dispositif d'étranglement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'insert d'étranglement (4) possède une plus grande dureté que le fourreau (3, 10).

3. Dispositif d'étranglement selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fourreau (3) présente une forme de godet munie d'un fond de godet (8) et en ce qu'une ouverture (9) est ménagée dans le fond de godet (8).

4. Dispositif d'étranglement selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'insert d'étranglement (4) présente essentiellement une forme sphérique.

5. Dispositif d'étranglement selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'insert d'étranglement (4) présente une forme conique en coupe longitudinale.

6. Dispositif d'étranglement selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'alésage (2) passe d'un premier diamètre à un deuxième diamètre, plus petit, avec interposition d'un cône intérieur (24), en ce que le fourreau (3) présente un cône extérieur (23) convenablement adapté, et qui est associé au cône intérieur (24) du perçage (2).

7. Dispositif d'étranglement selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est prévu une différence d'angle de portée entre le cône intérieur (24) et le cône extérieur (23), le cône intérieur (24) présentant un plus petit angle de portée que le cône extérieur (23).

8. Dispositif d'étranglement selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fond (8) du godet est réalisé avec une forme conique en direction de l'ouverture et en ce que l'insert d'étranglement (4) est emmanché à force dans la région conique.

9. Injecteur possédant une aiguille d'injection, une chambre de commande qui est en liaison active avec l'aiguille d'injection, la position de l'aiguille d'injection pouvant être commandée par une pression régnant dans la chambre de commande, la chambre de commande présentant une arrivée et une sortie d'écoulement, caractérisé en ce que l'arrivée (31) et la sortie (32) sont réalisées sous la forme d'un dispositif d'étranglement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.