Brevet FR2484546A1 — publié le 19811218

No 1 La présente invention concerne des régulateurs de pression de carburant et, plus particulièrement, un régula- teur comprenant les éléments fonctionnels qui constituent l'objet de la demande de brevet italien n0 3325 A/78 du 7 février 1978. La partie caractérisante du régulateur décrit dans cette demande de brevet est l'utilisation d'un élément de clapet constitué d'une hémisphère, dont le centre est situé dans la surface plane la limitant et qui commande l'entrée à une conduite de retour au réservoir. Cet élément de cla- pet est sollicité par des forces élastiques de façon à rester en contact avec les parois d'une cavité formée dans un sup- port solidaire du diaphragme, de sorte que les mouvements du plan de l'élément de clapet sont égaux aux mouvements du support. Ce régulateur de pression propose des configura- tions qui sont nouvelles sur le plan de la brevetabilité, originales et techniquement valables. Cependant, il soulève certains problèmes de construction et de montage qui sont difficiles à résoudre dans le cas d'une production en série. L'objet de la présente invention est d'éviter les problèmes ci-dessus au moyen d'un élément de clapet qui sur le plan fonctionnel ne s'éloigne pas de la solution proposée dans ladite demande de brevet, mais qui est plus apte à ré- 2. soudre les problèmes de construction et de montage soulevés par une fabrication en série. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels La figure 1 est une vue, en partie en coupe, d'un régulateur selon la présente invention suivant un plan conte- nant l'axe de symétrie du dispositif; et La figure 2 est une vue, en partie en coupe, de l'élément de clapet constituant une partie de régulateur de la figure 1. Le régulateur représenté en figure 1 est constitué d'une enveloppe métallique 1 divisée intérieurement par une membrane 2 en deux chambres 3 et 4 qui ne communiquent pas. La chambre 3 est définie par un logement 30 en plus de la membrane 2. La chambre 4 est définie par un loge- ment 40 en plus de la membrane 2. Les bords 31 et 41 des deux logements 3 et 4 sup- portent la membrane 2, et sont fixés ensemble par une bague 9, dont les parties 90 et 92 reposent respectivement sur des parties tronconiques 32 et 45 des bords 31 et 41. La chambre 3 est reliée à un collecteur d'admis- sion (non représenté) par une première conduite (non repré- sentée) qui est montée sur un tube 10. Ainsi, la pression de référence du collecteur d'admission se trouve établie dans la chambre 3. La chambre 4 est reliée à une pompe d'admission en carburant par une seconde conduite (non représentée) mon- tée sur un tube 11, aux injecteurs du système d'injection par une troisième conduite (non représentée) montée sur un tube 12, et-d'autre part au réservoir de carburant du véhi- cule par une quatrième conduite (non représentée) montée sur un tube de raccord 5. Si cela est commode ou approprié, les raccords d'ad- mission 11 et 12 peuvent être remplacés par un seul raccord 11. Le tube de raccord 5 comprend une partie 50 qui est 3. insérée dans un alésage traversant 44 pratiqué dans la partie inférieure du logement 40. Au sommet de l'alésage 44, et sur le même axe, se trouve un siège 46, de forme polygonale lorsqu'on le regarde en plan, qui contient la tête hexagona- le du tube 5 de façon à en éviter la rotation. Une surface tronconique 43 relie l'alésage 44 au siège 46. Une surface tronconique-52 qui constitue une partie du tube 5 y est as- sise. Cet accouplement réalise une bonne étanchéité au carburant de la chambre 4, ce joint étant amélioré par l'effet de serrage d'un écrou placé sur la partie filetée 53 du tube 5. Le tube 5 comprend également un compartiment cy- lindrique 54 dans lequel un élément 6 comprenant le siège de clapet est inséré à force. Un siège plat de clapet 61 et une surface plate 62 définie par une couronne circulaire constituent les parties les plus importantes de l'élément 6. L'élément 6 supporté par le tube 5, constitue la buse de sortie et s'étend dans la seconde chambre 4. Le siège plat 61 reçoit la surface plate d'élément de clapet 7. Un ressort 63 est disposé entre la surface périphérique circulaire 62 et une surface similaire 73 de l'élément de clapet 7. Le ressort-63 maintient la partie sphérique de l'élément de clapet 7 en contact avec la surface conique 81 d'un compar- timent 80 prévu dans un support 8, qui est solidaire de la membrane 2 au moyen d'un chapeau 20. L'extrémité inférieure d'un ressort de commande 21 agit sur le chapeau 20, son autre extrémité étant suppor- tée par unchapeau 22; Ce dernier comprend un alésage cen- tral 23 qui renferme la pointe conique 14 d'une vis à tête hexagonale 13 insérée dans un alésage fileté qui traverse une saillie 33 de la partie supérieure du logement 30. En réglant la vis 13, le ressort 21 peut être pré-chargé à une valeur donnée. L'alésage fileté s'évase vers le haut pour devenir le compartiment cylindrique 34 contenant un chapeau d'expansion 15 qui évite le réglage de la vis 13 par une personne non autorisée. 4. La figure 2 représente en détail l'élément de clapet 7 placé dans le compartiment 80 de la figure 1. L'élément de clapet est constitué d'une partie sphérique 72 qui est en contact avec la partie tronconique 81 du compartiment 80 de façon à constituer un joint à rotu- le, dont une surface plate 75 est en regard du siège plat 61 définissant la section de sortie du carburant en excès, d'une surface plate 73 en forme de couronne circulaire sur laquelle repose l'extrémité supérieure du ressort 63, d'une surface cylindrique 74 reliant les surfaces 73 et 75 et sur laquelle appuie quelques spires du ressort 63 lors d'un sta- de précédant le montage du régulateur, d'un trou borgne 76 perpendiculaire à la surface plate 75, et d'une tige cylindri- que 70 qui s'étend au-dessus d'une surface plate 71 située 154dans la partie de l'élément 7 à l'opposé de la surface 75. L'élément 7 a un axe de symétrie A-A qui coïncide avec les axes de symétrie du trou 76 et de la tige 70. Le centre C du sec- teur sphérique 72 est situé soit dans le plan 75, soit dans un plan parallèle au plan 75 mais déplacé vers le bas. Bien que ne faisant pas directement l'objet de la présente invention, le fonctionnement d'un régulateur de pres- sion sera décrit brièvement, de façon à montrer l'importance de la position du centre de rotation C de l'élément de clapet 7 dans le plan 75. , Pendant le fonctionnementt du moteur, la différen- ce entre la pression dans la conduite d'alimentation de l'injec- teur en carburant reliée à la chambre de commande 4 par le tu- be 12 et la pression dans le collecteur d'admission dans le- quel sont disposés les injecteurs doit rester constante pour toutes les conditions de fonctionnementdn moteur. Dans ce but, le régulateur fait varier la surface de refoulement définie entre la surface 75 et le siège 61 de la buse 6. Supposons que la pression dans le collecteur aug- mente; de façon à maintenir constante cette différence de pression, la surface plate 75 se rapproche de la buse 61 sous l'effet de la poussée due à l'augmentation de la pression agis- sant sur le côté de la membrane 2 en regard de la chambre 3, 5. dans laquelle règne la pression du collecteur comme cela a déjà été indiqué. La réduction ainsi provoquée de la surfa- ce de retour au réservoir provoque l'augmentation de la pres- sion dans la chambre 4 suivant une valeur pratiquement iden- tique à celle de la pression dans la chambre 3, ce qui a pour effet de maintenir une différence de pression constante entre l'alimentation des injecteurs et le collecteur d'admis- sion. Si la pression dans le collecteur diminue, le régu- lateur procède alors au réglage nécessaire de la pression d'alimentation des injecteurs en écartant la surface 75 de la buse 61 par un mécanisme similaire. Par rapport à la description donnée dans la deman- de de brevet n0 3325 A/'78 citée ci-dessus, la présente confi- guration permet une construction plus facile, comme cela sera illustré ciaprès, et une augmentation des caractéristiques d'auto-stabilisation de l'élément de clapet 7 car il est maintenant possible de déplacer le centre d'application de la résultante des forces de fermeture agissant sur l'élément de clapet plus au-dessous du plan de commande défini par la surface 75,et de déplacer la résultante des forces d'ouver- ture exercées par le ressort 63 reposant sur la couronne de l'élément de clapet 7 plus au-dessus du plan 75. La présente invention résoud les probloèmes particu- liers de fabrication et de montage. L'élément de clapet 7 peut être fabriqué par usina- ge dans des machines automatiques d'une barre cylindrique en matériau approprié. Il existe diverses méthodes de fabri- cation en série de l'élément 7. Deux de ces méthodes seront décrites de façon à montrer la simplicité d'exécution. La première méthode consiste à utiliser un outil de formage sur un tour automatique. Le profil de cet outil correspond à celui de l'élément 7, à l'exclusion de l'alésa- ge 76, lorsque la barre tourne autour de l'axe de révolution A-A. L'alésage 76 est formé au moyen d'un taillant de perça- ge. La seconde méthode consiste à utiliser un tour pro- 6. grammé qui procède à une avance transversale de façon à dé- finir complètement l'élément 7. De façon à mieux comprendre la fonction de la tige qui définit physiquement l'axe de symétrie de la pièce 5. 7, il faut noter que la rugosité de la surface 75 doit être très faible, pour obtenir un fonctionnement correct du régulateur. Pour obtenir une surface ayant une rugosité très faible, une opération de polissage doit être exécutée sur la surface 75 après définition de l'élément 7. Cette opéra- tion peut être exécutée sur de nombreux éléments qui sont maintenus dans un dispositif de serrage. Ce dispositif de serrage est constitué d'une plaque métallique dans laquelle de nombreux trous ont été pratiqués, chaque trou pouvant recevoir la tige 70 de l'élément 7, de façon à maintenir son axe de symétrie perpendiculaire au plan de la plaque. Par conséquent, le plan 75 est parallèle au plan de la plaque et dirigé vers l'extérieur, alors que le plan 71 bute contre la surface de la plaque. Les pièces 7 étant montées sur cette plaque par insertion des tiges 70 dans les trous respectifs, un outil de polissage est passé sur toutes les surfaces 75 qui se trou- vent alors rigidement positionnées dans un plan bien défini. La forme de l'élément de clapet 7 représentée en figu- re 2 rend possible l'assemblage du régulateur 1 par des ma- chines automatiques. Cela est dû au fait que l'alésage 76 permet le support de la pièce 7 au moyen d'un dispositif automatique approprié pendant l'un des stades de l'assembla- ge. Ce dispositif le maintient dans une position coaxiale au logement 40, ce qui permet de trouver immédiatement un même axe entre le logement 40 et l'élément de support 8, dont la cavité tronconique 81 est supportée par la surface sphérique 72 de l'élément 7. La membrane 2 se trouve alors correctement positionnée par rapport au bord 41 du logement 40. Les opérations suivantes impliquant le montage et le réglage du ressort 21, et l'assemblage et la fixation du logement 30 avec la bague 9 peuvent être immédiatement exêcu- 7. tées d'une manière particulièrement simple. La présente invention n'est pas limitée aux exem- ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui' apparaîtront à l'homme de l'art. 8. REVENDICATIONS 1 - Régulateur de pression pour systèmes d'injec- tion de moteur à combustion interne à allumage contrôlé, comportant une enveloppe métallique, une membrane placée dans l'enveloppe de façon à diviser son intérieur en une première et une seconde chambre, une première conduite re- liée à l'enveloppe de façon à relier la première chambre au collecteur d'admission, des secondes conduites reliées à l'enveloppe de façon à relier la seconde chambre à une pompe d'alimentation en carburant et aux injecteurs, une quatrième conduite reliée à l'enveloppe à la hauteur de la buse de re- tour, qui s'étend dans la seconde chambre de façon que celle- ci soit reliée au réservoir de carburant, et est munie d'un siège plat sur lequel agit un moyen de commande et d'arrêt du débit du carburant revenant au réservoir, ce moyen de com- mande et d'arrêt comprenant un élément de clapet défini par une partie sphérique et une surface plate, cet élément de clapet comportant un axe de symétrie défini et un comparti- ment de logement prévu dans un support solidaire de la mem- brane, l'élément de clapet étant libre de tourner dans ce compartiment de façon à maintenir sa partie plate en regard du siège plat de la buse, caractérisé en ce que l'élément de clapet comprend un trou borgne qui s'étend vers son inté- rieur à partir de la surface plate, et une tige cylindrique qui s'étend vers l'extérieur à partir du côté opposé à la surface plate, les axes de symétrie de l'alésage et de la tige coïncidant l'un avec l'autre et avec l'axe de symétrie de l'élément de clapet, unuoyen élastique étant prévu de façon à solliciter la partie sphérique de l'élément de clapet pour l'amener en contact avec les parois du compartiment, et la surface plate étant définie soit par un plan diamétral de la surface sphérique, soit par un plan parallèle au rlan dia- métral et déplacé légèrement vers la tige cylindrique. 2 - Régulateur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de clapet comprend une par- tie cylindrique et une surface plate ayant la forme d'une couronne circulaire, la partie cylindrique étant disposée de façon à supporter quelques spires d'un ressort, dont l'extré- 9. mité supérieure repose sur la surface de la couronne circulai- re, la. base de la partie cylindrique étant constituée par la surface plate qui collabore avec le siège plat du clapet de façon à commander le débit du carburant retournant au réser- voir. 3 - Régulateur de pression selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la surface (73) sur laquelle repose le ressort (63) limite vers le bas un secteur sphérique (72) et est située dans un plan parallèle au plan diamétral et déplacé vers la tige à partir du plan contenant le centre de la surface sphérique. 4 - Régulateur de pression selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le ressort sollicitant l'élé- ment de clapet pour l'amener en contact avec les parois du compartiment est supporté à son extrémité inférieure par une surface en forme de couronne circulaire plate constituant une partie de l'organe de buse de retour. - Régulateur de pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de clapet comprend une seconde surface plate parallèle à la surface plate de comman- de et d'arrêt, cette seconde surface plate étant surmontée par la tige cylindrique.