Brevet FR2540961A1 — publié le 19840817

Soupape susceptible d'être actionnée électrorr quement - L'invention part d'une soupape susceptible d'être actionnée électromagnétiquement soupape d'injec- tion de carburant pour des installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, soupape comportant un boîtier de soupape et un noyau en matériau ferromagnétique, ainsi qu'une armature actionnant une pièce de soupape coopérant avec un siège de soupape fixe, armature qui lorsque la bobine magnétique est excitée est attirée contre une surface de butée. On connaît déjà une soupape susceptible d'être actionnée électronagnétiquement dans laquelle, il arrive, notamment dans la partie de bordure externe de la surface de butée de l'armature, que des particules de crasse se déposent, qui sont entraînées par le fluide. De tels dépôts peuvent en modifiant la course de l'arma- ture et/ou par effet de collage, aboutir à des modifica- tions non souhaitables de la courbe caractéristique de la soupape. Avantages de l'invention - La soupape susceptible d'être actionnée électromagnétiquement conformément à l'invention est caractérisée en ce que la surface de butée est une partie d'une face frontale comportant au moins une rainure, dont le tracé par rapport à l'armature est tel que cette arma- ture recouvre partiellement avec sa périphérie la rainure et que la surface de butée est limitée d'un côté par le bord de la rainure tourné vers l'armature. Elle présente par contre l'avantage que des dépôts sur la surface de butée sont évités, car les parti- cules de crasse sont captées en dehors de la surface de butée par des obstacles à l'écoulement En outre, la surface de butée peut être définie de façon plus précise. D'autres formes avantageuses et des améliora- tions de la soupape indiquée peuvent être envisagées en ce que, en dehors de la surfacee de butée au moins une autre rainure est ménagée dans la face frontale; en ce qu'au moins une autre rainure est ménagée dans la;sur- face de butée; en ce que la face frontale est ménagée sur le boîtier de la soupape. Il peut également être avantageux de ménager dans la surface de butée au moins une autre rainure qui peut capter les particules de crasse arrivant dans la zone de la surface de butée. Des exemples de réalisation de l'invention sont représentés de façon simplifiée sur les dessins et exposés plus en détail dans la description qui va suivre: la figure 1 montre une soupape d'injection de carburant réalisée conformément à l'invention; les figures 2 à 4 montrent en représentation partielle et à une échelle différente, d'autres formes de réalisation au voisinage d'une surface de butée d'une arma- ture. La soupape d'injection de carburant représentée sur la figure 1, à titre d'exemple et destinée à une installation d'injection de carburant, sert par exemple pour l'injection de carburant dans la tubulure d'aspiration de moteurs à combustion interne à compression de mélange et à allumage séparé La référence 1 désigne un bottier de soupape réalisé par une mise en forme sans production de copeaux, par exemple par emboutissage profond, roulage, etc -, et qui a laforme d'une cuvette avec un fond 2 Dans un alésage 3 du fond 2, est insérée de façon étanche, une tubulure de carburant 4 rev"tant'la forme d'une tubulure de raccordement, qui en étant constituée d'un matériau ferro- magnétique sert en même temps de noyau interne de la soupape actionnée électromagnétiquement, La tubulure de carburant 4 s'étendant concentriquement à l'axe de la soupape comporte un alésage interne 6 dans lequel est pressée une douille de réglage 7 avec un alésage traver- sant 8 L'extrémité de la tubulure de carburant 4 faisant saillie hors du boitier de soupape 1 est en communication avec une source de carburant, par exemple une canalisation de répartition de carburant L'autre extrémité 10 de la tubulure de carburant 4 servant de noyau interne pénètre dans un espace interne 9 du bottier de soupape 1 et porte une structure porteuse isolante 11 qui entoure au moins partiellement une bobine magnétique 12 La structure por- teuse 11 et la bobine magnétique 12 sont fixées axialement dans un perçage de fixation 16 du-fond 12, par rivetage ou par encliquetage 15 par l'intermédiaire d'au moins un axe de guidage 14. Sur la surface frontale 18 opposée au fond 2 du boitier de soupape 1, est placé un anneau entretoise 19 auquel se raccorde une membrane de guidage 20 Un épaulement 21 d'un support de buse 22 vient en prise de l'autre côté de la membrane 20, ce support de buse entourant partielle- ment le boitier de soupape 1 et étant serti par son extré- mité 24 dans une rainure de maintien 23 de ce boitier de soupape 1, ai bien qu'ainsi un effort de contrainte axial pour la fixation en position de l'anneau 19 et de la membrane 20 est obtenu Le support de buse 22 comporte un alésage co-axial de réception 25 dans lequel le corps de buse 26 est inséré, et fixé par exemple par soudure avec ou sans apport de métal Le corps de buse 26 comporte un alésage de prépartion 28 en forme de trou borgne dans le fond 30 duquel débouche au moins un perçage de guidage de carburant 29 servant au dosage du carburant. Le perçage de guidage de carburant 29 débouche de préférence dans le fond 30 de l'alésage de préparation 28 de façon qu'il ne s'effectue pas d'écoulement dirigé tangentiellement dans cet alésage de préparation 28, mais que le jet de carburant sorte tout d'abord sans toucher les parois du perçage de guidage de carburant 29 et rebon- disse ensuite sur la paroi du perçage de préparation 28; pour s'écouler et s'échapper en étant réparti sous forme de film par cette paroi à peu près sous la forme d'une parabole vers l'extrémité ouverte 31 Les perçages de guidage de carburant 29 sont inclinés par rapport à l'axe de la soupape et partent d'une chambre en forme de calotte 32 ménagée dans le corps de buse 26, chambre en amont de laquelle est ménagé dans le corps de buse 26 un siège de soupape arqué 33 avec lequel coopère une pièce de soupape 34 en forme de bille Pour obtenir un volume mort aussi réduit que possible, le volume de la chambre 32 en forme de calotte doit Atre aussi petit que possible lorsque la pièce de soupape 34 s'applique sur le siège de soupape 33. A l'opposé du siège de soupape 33, la pièce de soupape 34 est reliée, par exemple par soudure avec ou sans apport de métal, à une armature plate 35 Cette arma- ture plate 35 peut être constituée par une pièce estampée ou pressée et comporter par exemple une couronne de guidage annulaire 36 qui est enrelief et qui s'applique sur une zone de guidage annulaire 38 de la membrane de guidage 20 sur la face de cette membrane de guidage 20 opposée au siège de soupape 33 Des orifices de passage 39 dans l'ar- mature plate 35 et des ajours d'écoulement 40 dans la membrane de guidage 20 permettent au carburant de baigner librement l'armature plate 35 et la membrane de guidage 200 La membrane de guidage 20, bridée à sa périphérie, entre l'anneau entretoise 19 et l'épaulement 21, en étant soli- daire du bottier sur une zone de bridage 41, comporte une zone de centrage 42, entourant une ouverture de centrage 43 à travers laquelle fait saillie la pièce mobile de soupapge 34 en étant centrée en direction radiale Le bridage de la membrane de guidage 20 en étant solidaire du bottier entre l'anneau entretoise 19 et l'épaulement 21, s'effectue dans un plan qui, lorsque-la pièce de soupape 34 s'applique sur le siège de soupape 33, passe par le centre ou bien aussi près que possible du centre de la piè- ce de soupape en forme de bille Grâce à la zone de guidage 38 de la membrane de guidage 20 venant en prise sur la couronne de guidage 36 de l'armature plate 35, l'armature plate 35 est guidée autant que possible parallèlement à la face frontale 18 du bottier de soupape 1 sur laquelle elle déborde partiellement avec une zone externe 44. Dans le perçage interne 6 de l'extrémité de la tubulure de guidage 4 s'étendant jusqu'au voisinage de l'armature plate 35 et servant de noyau interne 10, un ressort de pression 45 qui vient en prise est guidé d'une part sur le pièce de soupape 34 et d'autre part, sur la douille de réglage 7, et a tendance à solliciter la pièce de soupape 34 dans la direction du siège de soupape 33. Entre une face frontale 46, tournée vers l'armature plate , du noyau interne 10 et une zone d'action interne 47 de l'armature plate 351 il est alors prévu en outre, un petit intervalle d'air 54 lorsque, la bobine 12 étant excitée, l'armature plate vient s'appliquer-avec sa zone d'action externe 44 sur la partie faisant office de surface de butée 56 de la surface frontale 18 du boîtier de soupape 1, tandis que lorsque la bobine 12 n'est pas excitée, l'ar- mature plate prend une position dans laquelle un intervalle est également formé entre la surface de butée 56 et la zone d'action 44 Ainsi, un collage de l'armature plate sur le noyau interne 10 est évité La tubulure de carbu- rant 4 est avantageusement soudée avec ou sans apport de métal sur le fond 2 du bottier Le circuit magnétique passe extérieurement par l'intermrédiaie du boîtier de soupape 1 et intérieurement par l'intermédiaire de la tubulure de carburant 4 et se ferme par l'intermédiaire de l ' armature plate 35. L'amenée du courant à la bobine magnétique 12 s'effectue par l'intermédiaire de tiges de contact 48 partiellement enrobées au moulage dans la structure por- teuse 11 en matière plastique et faisant d'autre part saillie par l'intermédiaire des perçages de fixation 16, dans le fond 2 hors du bottier 1 Les tiges de contact 48 peuvent alors, ainsi que cela est représenté, être coudées par rapport à l'axe de la soupape Les tiges de contact 48 partiellement enveloppées par les tétons de guidage 14 dle la structure porteuse 11, sont entourées pour les étan- cher dans le perçage de fixation 16 d'anneaux d'étanchement 49 et enrobées par moulage d'une enveloppe 50 en matière plastique entourant au moins partiellement la tubulure de carburant 4 et le fond 2, quiprend la forme d'un raccor- dement par enfichage 51 au voisinage des extrémités des tiges de contact 48. Le carburant arrivent par l'intermédiaire de la tubulure de carburant 4 peut, lorsque la bobine inagnéiicpe 2 est parcourue par le courant et qu'en conse- quence, l'armature plate 35 est attirée, etre partiellement dosé aux perçages de guidage de carburant 29 et être injecté par l'intermédiaire de l'alésage de préparation 28. Le noyau interne 10, la structure porteuse 11 et la bobine magnétique 12 ne remplissent pas complètement l'espace interne 9 du bottier de soupape 1 Il peut en conséquence être avantageux, avant le montage de la struc- ture porteuse 11 et de la bcbine magnétique 120 d'enrobei 7 Fer inject on la structle I-ortetse 11 et la bobine magné- tique 12 avec une envelofpe 52 en matière plastique qui, lorsque le montage est effectué, remplit l'espace subsistant entre le noyau interne 10, la structure porteuhe 11, la bobine magnétique 12 et l'ouverture libre de l'espace interne 9 du boitier de soupape 1 on supprime ainsi un volume mort dans lequel le liquide stagne et provoque des corrosions Conformément à l'invention, il est prévu sur la face frontale 18 du boitier de soupape 1, comme cela est représenté à plus grandé échelle sur les figures 2, i et 4, au moins une rainure 57 qui, avec son bord 58 tourné vers l'armature, limite d'un côté la surface de butée 56, tandis que cette surface de butée 56 est limitée de l'autre côté par un alésage interne 59 du bottier de soupape 1 La rainure 57 est d'une largeur telle que l'armature 35 avec sa périphérie 60 recouvre partiellement cette rainure 57 Avantageusement, au moins une autre rainure 61 est ménagée dans la face frontale 18 en dehors de la surface de butée 56 Conformément à ce qui est représenté sur la figure 4, une autre rainure 62 peut être également ménagée dans la surface de butée 56 Les rainures 57, 61 et 62 peuvent par exemple avoir une section transversale rectangulaire ou bien carrée, comme sur les figures 1, 2 et 4, ou bien une section-transversale tri- angulaire comme cela est représenté sur la figure 3 Les rainures 57, 61 et 62 ont à-peu près une profondeur et - une largeur d'environ 0,2 à 0,5 mm Dans le cas d'une armature 35 de forme circulaire, les rainures 57, 61, 62 ont avantageusement un tracé annulaire. Il s'est avéré que du fait du déplacement vers le haut et vers le bas de l'armature 35, le carburant est pompé en aller et retour entre l'armature 35 et la face frontale 18 du bottier de soupape l d'ou il résulte une direction d'écoulement principal par rapport à l'axe de la soupape Les dépôts de crasse se forment alors prin- cipalement au voisinage du rayon extérieur de la surface de butée 56 Grâce à la réalisation conforme à l'invention l avec les rainures 57, 61, 62 dans la face frontale 18, les particules de crasse sont captées et les dépôts au voisinage de la surface de butée 56 sont évités. REVENDICATIONS l 1) Soupape susceptible d'être actionnée électromagnétiquement, notamment soupape d'injection de carburant pour des installations d'injection de carbu- rant de moteurs à combustion interne, soupape comportant un boîtier de soupape et un noyau en matériau ferromagné- tique, ainsi qu'une armature actionnant une pièce de soupape coopérant avec un siège de soupape fixe, armature qui lorsque la bobine magnétique est excitée est attirée contre une surface de butée, soupape caractérisée en ce que la surface de butée ( 56) est une partie d'une face frontale ( 18) comportant au moins une rainure ( 57), dont le tracé par rapport à l'armature ( 35) est tel que cette armature ( 35) recouvre partiellement avec sa périphérie ( 60) la rainure ( 57) et que la surface de butée ( 56) est limitée d'un côté par le bord de la rainure ( 57) tourné vers l'armature ( 35). ) Soupape selon la revendication 1, carac- térisée en ce que, en dehors de la surface de butée ( 56) au moins une autre rainure ( 61) est ménagée dans la face frontale ( 18). ) Soupape selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'au moins une autre rainure ( 62) est ménagée dans la surface de butée ( 56). 40) Soupape selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la face frontale ( 18) est ménagée sur le boîtier ( 1) de la soupape.