Brevet FR2273172A1 — publié le 19751226

La présente invention concerne une pompe à piston, notamment une pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, comportant un corps formé d'un métal léger, une chemise cylindrique logée dans un trou de réception du corps et un piston mobile axialement dans la chemise, dont la course de refoulement est assurée par une unité drentraînement et dont la course d'aspiration est assurée par un ressort à boudin, disposé coaxialement au piston et qui s'appuie, d'un côté, sur l'unité d'entrainement ou sur le piston et, de l'autre côté, par l'intermédiaire d'une coupelle, sur le corps de pompe. Dans des pompes à piston de ce type, il existe un risque que la coupelle supérieure de ressort s'appuyant sur le corps de pompe pénètre dans le métal léger constituant le corps, car le ressort à boudin servant de ressort de rappel effectue, par suite de son agencement, lors de sa compression et de sa détente au cours des mouvements du piston, de petits mouvements de rotation. Lors de ces mouvements de rotation du ressort, une extrémité de celui-ci tourne par rapport à l'autre d'un petit angle qui est fonction de la course et de la pente du fil de ressort Ce mouvement de rotation des extrémités du ressort se traduit, soit par un glissement desdites extrémités sur leurs appuis, soit comme cela est malheureusement le cas plus fréquemment, par un mouvement de rotation de la coupelle supérieure par rapport à sa surface d'appui sur le corps de pompe.En conséquence, la position de la coupelle varie, ce qui produit, soit une augmentation inadmissible du volume de logement du ressort, soit, dans le cas d'une pompe à piston comportant un manchon de réglage, monté de manière à pouvoir tourner coaxialement au piston et au ressort à boudin sur la chemise du cylindre, et qui est accouplé, en vue d'une modification du débit de la pompe, au piston comportant au moins une arête inclinée de distribution, un mouvement de la coupelle de ressort et sa pénétration dans la matière du corps produisant une diminution du volume de logement du manchon de réglage et, par conséquent, un blocage de celui-ciU Pour éviter la pénétration de la coupelle supérieure de ressort dans la matière du corps, il est prévu suivant l'invention, dans une pompe à piston du type défini ci-dessus, un agencement faisant en sorte que les mouvements relatifs produits par les mouvements de rotation du ressort à boudin ne puissent se produire qu'entre les surfaces d'appui, toutes deux en acier, du ressort à boudin et de la coupelle correspondante, mais non sur les surfaces d'appui, dont l'une est en acier et l'autre en métal-léger, de la coupelle et de la surface de corps de pompe. Ce problème est résolu suivant l'invention en ce que la coupelle de ressort comporte du côté du ressort à boudin une surface d'appui lisse, mais au moins une surface rugueuse sur son côté frontal qui est situé dans la zone appliquée contre le corps de pompe. Du fait de cette rugosité, on augmente le frottement d'adhérence entre la coupelle de ressort et le corps, de sorte que le mouvement relatif des extrémités du ressort se produit en toute sécurité sur les surfaces d'appui existant entre le ressort et les coupelles. Dans une pompe à piston du type précité, qui comporte un manchon de réglage monté de manière à tourner coaxialement au piston de pompe et au ressort à boudin sur la chemise de cylindre et qui, en vue d'une modification du debit, est accouplé au piston de pompe comportant au moins une arête inclinée de distribution, il est prévu, suivant une autre caractéristique avantageuse de l'invention, que la surface rugueuse ne soit formée que dans une zone annulaire de la surface frontale placée à I'extérieur et s'appliquant contre un épaulement d'une partie du trou de réception dé chemise, qui est élargi en vue de recevoir la coupelle et le ressort à boudin, et en ce qu'une zone annulaire intérieure de cette surface frontale est pourvue d'une surface lisse, en vue de permettre le montage axial d'un collet de guidage du manchon de réglage On est ainsi assuré que la surface rugueuse n'existe que sur la partie d'appui tournée vers le corps de pompe et n'empêche pas les mouvements nécessaires de rotation du manchon de réglage Suivant un autre mode avantageux de réali- sation de la coupelle de ressort d'une pompe à piston suivant l'invention, la surface rugueuse est constituée par des encoches ou des saignées, et en outre, les saignées sont formées à la façon d'une denture droite par poinçonnage de la surface frontale dans la zone appliquée contre le corps de pompe Suivant un autre mode avantageux de réalisation de l'invention, la surface rugueuse est formée par striage et, suivant encore un autre mode avantageux de réalisation de l'invention, par sablage. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés representant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une coupe d'une pompe d'injection de carburant agencée suivant l'invention, faite suivant l'axe d'un élément de pompe, - la figure 2 est une coupe d'un premier exemple de réalisation d'une coupelle de ressort agencée suivant l'invention, correspondant a la représentation de la figure i, la coupe étant faite suivant la ligne II-II de la figure 3, - la figure 3 est une vue en plan de la coupelle de ressort de la figure 2, faite dans la direction de la flèche III de la figure 2, - la figure 4 est une vue en plan, correspondant à la figure 3, d'un second exemple de réalisation de la coupelle de ressort de l'invention. La pompe d'injection de carburant de la figure 1 réalisée sous la forme d'une pompe à piston, comporte un corps 10, en métal léger, qui est pourvu, dans un trou de-réception li orienté perpendiculairement à un arbre à cames, non représenté, d'une chemise cylindrique 13 agencée sous la forme d'un manchon à bride et d'une bride de fixation 12 La chemise 13 comporte un alésage 14 dans lequel coulisse axialement un piston de pompe 15. Le piston 15 est entrain' par un poussoir 16 à l'aide duquel la base de piston, désignée par 17, est reliée, avec conjugaison de force et de forme, et interposition d'une coupelle de ressort 18. L'alésage 14 comporte, à son extrémité opposée à l'unité d'entraînement 16, une chambre de pompage 21, délimitée par une surface frontale 19 du piston 15 et qui est alimentée en carburant, lors de la course d'aspiration, par l'intermédiaire d'un trou de distribution 229 ménagé dans la paroi de la chemise 13, à partir d'une chambre d'aspiration 24 du corps de pompe 10. Ce trou de distribution 22 sert, lorsqu'il n'est prévu qu'un seul trou, simultanément de trou de retour pour le carburant qui revient de la chambre de pompage 21 jus-que dans la chambre d'aspiration 24.D'une manière connue, par coopération du trou de distribution 22 avec une arête inclinée de distribution 25 prévue sur le piston 15 pendant la course de refoulement de ce dernier, à savoir à la fin de la course utile de refoulement, la quantité de carburant de retour est fonction de la position relative de l'arête inclinée de distribution 25 par rapport au trou de distribution 22. Cette position est déterminée par la position angulaire du piston 15 qui peut être entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage 26, de type connu, en vue de modifier le débit de la pqmpe.Ce dispositif de réglage 26 se compose entre autres d'un manchon de réglage 27 qui comporte d'un côté un bras, non représenté en détail, qui s'accroche par l'intermédiaire d'un pivot ou d'une rotule dans un évidement de la tige de réglage et qui est accouplé de l'autre côté à un collet 28 du piston 15 de manière que ce dernier suive, sans réduction de sa possibilité de mouvement axial, les mouvements de rotation du manchon de réglage 27 engendrés par déplacement de la tige de réglage. Le poussoir 16, servant d'unité dXentraîne- ment, est actionné, dans la pompe dlinjection représentée, par un arbre à cames, de façon à entraîner le piston de pompe 15 vers le haut lors de la course de refoulement, en opposition à la force d'un ressort à boudin 29 servant de ressort de rappel, tandis que le mouvement de descente du piston est engendré par le ressort à boudin 29 lors de la course d'aspiration. Le ressort à boudin 29 est comprimé entre la coupelle 18, montée sur le poussoir 16 et une seconde coupelle supérieure 31 qui s'applique contre un épaulement 32 d'une partie 33 du trou 11 du corps de pompe 10, cette partie 33 étant élargie de manière à pouvoir recevoir la coupelle 31 et le ressort à boudin 29. La coupelle 31 a été représentée en détail sur les figures 2 et 3 et on voit qu'elle comporte sur son côté frontal 34, opposé au ressort à boudin 29, une surface rugueuse dans la zone d'application contre l'épaulement 34 Cette surface rugueuse est constituée, dans le premier exemple de réalisation de la coupelle 31, représenté sur les figures 2 et 3, par des saignées 35, orientées radialement vers l'extérieur et situées a' l'intérieur d'une zone extérieure annulaire de ce côté- frontal 34, désignée par 36.Dans le cas de la coupelle 31, ces saignées 35 sont réalisées, à la façon d'une denture droite (denture de Hirchj, dans la zone 36 d'application contre le corps de pompe 10 ou bien dans la zone annulaire extérieure 36 du côté frontal 34, qui s'applique contre ltépaulew ment 32 de la partie élargie 33 du trou ménagé dans le corps de pompe 10, les saignées pouvant être formées par poinçonnage ou estampage. La partie restante, constituée par la zone annulaire intérieure 37, du côt frontal 34 de la coupelle 31, comporte une surface lisse, â savoir pour permettre l'application axiale d'un collet de guidage 38 du manchon de réglage 27.Le collet de guidage 38 est guidé, comme le montre la figure l, axialement entre la surface annulaire intérieure 37 du côté frontal 34 et un appendice 39 de la chemise cylindrique 13, tandis que son appui radial est constitué par une partie 41 de la chemise cylindrique 13 formant l'appendice 39 Dans le ressort à boudin 29, il se produit, lors de ses deplacements de compression et de détente, à savoir aussi bien lors de la course de refoulement que lors de la course d'aspiration du piston de pompe 15, des mouvements de rotation de ses deux extrémités, dont la grandeur est fonction de l'amplitude de la course du ressort et de la pente du fil le constituant.Ces mouvements de rotation produisent des mouvements de glissement entre les extrémités du ressort et ces surfaces d'appui sur les coupelles 18 et .31. La surface d'appuie tourne vers le ressort à boudin 29, et désignée par 42 sur les figures 1 et 2, est pourvut d'une surface lisse, de même que la surface annulaire intérieure 37, pour faciliter les mouvements de glissement dans l'interface acier-acier existant entre le ressort à boudin 29 et la coupelle 31.La surface annulaire extérieure 36 du côté frontal 34 de la coupelle 31 comporte une surface rugueuse, afin de créer, entre cette surface annulaire extérieure 36 et l'Epaulement 34 du corps de pompe 10, un frottement d'adhérence suffisamment grand pour que la coupelle 31 ne puisse pas tourner facilement dans le corps de pompe 10. Sous l'effet de mouvements de rotation de la coupelle 31, celle-ci pénètrerait dans le métal léger constituant le corps de pompe 10, et il en résulterait une augmentation indésirable du volume de montage du ressort à boudin 29 et, par conséquent, une réduction de la précontrainte de ce ressort ; dans l'exemple représenté sur la figure 1, le volume de montage du collet de guidage 38 du manchon de réglage 27 serait réduit et il en résulterait un coincement de ce manchon 27.La surface rugueuse prévue sur la face annulaire extérieure 36 du côté frontal 34 de la coupelle 31 a une étendue suffisamment grande pour ne pas pénétrer dans le métal léger du corps de pompe en cours de marche et sous l'influence de la poussée du ressort à boudin 39, de sorte que seul le frottement d'adhérence est augmenté comme indiqué ci-dessus. Sur la figure 4, on a représenté une seconde coupelle de ressort désignée par 31' et correspondant à un autre mode de réalisation de l'invention. Cette coupelle 31' comporte un striage qui a été formé dans sa surface annulaire extérieure 36' et qui remplit la même fonction que les saignées 35, réalisées à la façon d'une denture droite dans la surface annulaire extérieure 36 de la coupelle 31 La surface rugueuse peut, en outre, être formée sur la face annulaire extérieure 36 ou 36' par un sablage réalisé avec un sable à grains grossiers ; on pourrait, en outre, réaliser dans ce cas des encoches ou des saignées de forme appropriée par usinage ou poinçonnage, mais cela n'a pas été représenté sur la figure. La surface rugueuse de la coupelle de ressort 31 ou 31' constitue un moyen très simple, efficace et peu coûteux pour empêcher des mouvements de rotation des coupelles 31, 31'. On connaît des pompes d'injection dans lesquelles, pour compenser les mouvements de rotation des deux extrémités du ressort se produisant obligatoirement du fait de la conception du ressort à boudin 29, on associe à la coupelle supérieure qui s'applique contre le corps de pompe, un roulement à billes ou on la remplace par un roulement à billes. Cette dernière solution constitue cependant une mesure très coûteuse et encombrante à laquelle on peut remédier par l'agencement de coupelles 31, 31' suivant l'invention. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décris et représentfS, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Pompe à piston, notamment pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, comportant un corps formé d'un métal léger, une chemise cylindrique logée dans un trou de réception du corps et un piston1 mobile axialement dans la chemise, dont la course de refoulement est assurée par une unité d'entraînement et dont la course d'aspiration est assurée par un ressort à boudin disposé coaxialement ou sur le piston et de l'autre côté par l'intermédiaire d'une coupelle, sur le corps de pompe, caractérisée en ce que la coupelle de ressort (31, 31') comporte une surface d'appui (42) tournée vers le ressort à boudin (29) qui est lisse, alors qu'elle est pourvue d'une surface rugueuse au moins dans la zone (36, 36') de son côté frontal (34) qui s'applique contre le corps de pompe (10). 2 ) Pompe piston, notamment pompe d'injection de carburant pour moteurs à combustion interne, suivant la revendication 1, comportant un manchon de réglage monté de manière à tourner coaxialement au pistonde pompe et au ressort à boudin sur la chemise cylindrique et qui-est accouplé, en vue d'une modification du débit de la pompe, avec le piston de pompe comportant au moins une arête inclinée de distribution, caractérisée en ce quelea surface rugueuse est seulement formée dans une zone annulaire extérieure (36, 36') du côté frontal (34) qui s'applique contre un épaulement (32) d'une partie (33) du trou de réception (11) qui est élargie en vue de recevoir les coupelles de ressort (31, 31') et le ressort à boudin (29) et en ce qu'une surface annulaire intérieure (37) de ce côté frontal (34) est pourvue d'une partie lisse en vue du soutien axial d'un collet de guidage (38) du manchon de réglage (27). 30) Coupelle de ressort pour une pompe à piston, suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface rugueuse est constituée par des encoches ou des saignées (35) 4 ) Coupelle de ressort, suivant la revendication 3, caractérisée en ce que les saignées (35) sont formées par poinçonnage ou estampage à la façon d'une denture droite dans la zone (36, 36') du côté frontal (34) qui s'applique contre le corps de pompe (10) (figures 2 et 3) 50) Coupelle de ressort pour une pompe à piston, suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface rugueuse est constituée par un striage (36') (figure 4) 60) Coupelle de ressort pour une pompe à piston, suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que la surface rugueuse est réalisée par sablage.