Brevet FR2555489A1 — publié le 19850531

PROCEDE DE FABRICATION D'UN ELEMENT FORMANT SIEGE D ' UNE SOUPAPE D ' INJECTION DE CARBURANT La présente invention se rapporte à un procédé de fabrica- tion d'un élénent formant siège de soupape dans une soupape d'injection de carburant du type comprenant un corps de valve principal, un noyau mobile attiré magnétiquement vers un noyau fixe par un enroulement électromagnétique situé à l'intérieur dudit corps de valve principal, une tige de soupape dont l'extrémité présente un obturateur et qui est assujettie audit noyau mobile, ainsi qu'un élément for- mant le siège de la soupape et fixé à l'extrémité dudit colrps principal de manière à recevoir ladite tige de sou- pape. La figure I des dessins annexés illustre une forme de réalisation connue dans l'art antérieur, d'o il ressort qu'un élément a formant le siège d'une soupape d'injection de carburant du type décrit comprend un alésage b pour guider la tige de la soupape dans ses mouvements respectifs d'ouverture et de fermeture; un siège c proprement dit, ménagé à l'extrémité de cet alésage b dans le prolongement de ce dernier; ainsi qu'un orifice d de délivrance du carburant,pratiqué dans le prolongement dudit siège c. Dans cette réalisation, la pratique courante consiste à polir un perçage b' foré dans une ébauche d'un ëlénent a formant le sièger et à polir un perçage c' façonné dans le siège c de la soupape, de manière à obtenir l'alésage de guidage b et une surface d'appui e dudit siège c. Plus spécialement, le perçage b' est poli par un outil de rectification f qui est mû autour d'un axe de rotation 1 aligné avec l'axe de l'alésage de guidage b, tout en tour- nant sur son propre axe de rotation i2 qui est parallèle audit axe de rotation 1' La surface d'appui e du siège c de la soupape est polie par un outil de rectification présentant une forme différant de celle de l'outil f. Le procédé susmentionné soulève les-difficultés sui- vantes: R555485 1. Lors du polissage, il convient de rigidifier la surface polie, d'une manière bien connue dans l'art anté- rieur, de sorte que le polissage est précédé d'un durcisse- ment effectué entre l'étape d'usinage du perçage initial et l'étape de polissage. Par conséquent, l'ébauche de l'élément a formant le siège de la soupape est provisoi- rement enlevée du gabarit après 1' usinage du perçage initial, puis cette ébauche est soumise à un durcis- sement, après quoi elle est réajustée sur le gabarit en vue de procéder au polissage. Ainsi, l'ajustement de l'ébau- che sur le gabarit et son enlèvement de ce dernier consti- tuent des interventions longues.. 2. Corrélativement à la difficulté (1) décrite ci- dessus, lorsqu'une ébauche est répétitivement ajustée sur le gabarit et enlevée de ce dernier, la concentricité de l'axe de rotation de l'outil utilisé pour effectuer le perçage initial (par exemple une foreuse) et de l'axe de rotation (correspondant à I de l'outil de rectification s'en trouve affectée, de sorte qu'il est fréquent que le perçage b' et la surface dappui e du siège ne soient pas polis uni- fomàent sur toute leur superficie. 3. Lors d'une passe de polissage, une tolérance d'épais- seur D relativement grande doit être réservée. Si une erreur, même légère, se produit dans le positionnement de l'outil de rectification f du fait, par exemple,d'un décalage de l'axe de rotation ú2 par rapport à l'axe de rotation 1 l'alésage b ne peut pas être uniformément poli. 4. Etant donné que la tête de l'outil de rectification f peut s'user facilement, une arête vive ou bavure g peut être formée à. l'extrémité de l'alésage de guidage poli b ou celui-ci se raccorde au siège c. La largeur de la bavure g correspond à la profondeur de la tolérance de rectification D. Pour éviter l'apparition de la bavure g, une gorge de dégagement h ménagée en dépouille doit être préalablement usinée dans le perçage b'; cependant, cette intervention est malaisée. 5. A son tour, la gorgé de dégagement h constitue un piège à carburant à l'intérieur de I'élément a formant le siège de la soupape, ce qui provoque une baisse de la vitesse du carburant exerçant une influence négative sur l'injection de ce carburant. 6. Concurremment à la difficulté (4) précitée, si les déchets produits lors de l'usinage de la gorge de dégage- ment h subsistent, ils peuvent obstruer l'orifice de délivrance d, ou provoquer une fuite de carburant. Pour éliminer ces déchets, il est nécessaire de procéder à un nettoyage scrupuleux, mais il est extrêmement difficile de supprimer complètement lesdits déchets. Il en résulte des variations sensibles dans la quantité de carburant injecté et dans les performances du dispositif d'injection. Un objet de la présente invention consiste à proposer un procédé de fabrication d'un alésage de guidage et d'un siège de soupape dans une soupape d'injection de carburant, qui élimine les problèmes précités. Cet objet est atteint par un procédé dans lequel le finissage superficiel est assuré par brunissage au lieu de l'être par polissage, ce procédé consistant successivement à creuser intérieurement l'élément formant siège de la soupape, à amener cet espace interne à sa cote de finition par brunissage, puis à durcir la matière sur la surface dudit espace internlme creux. Le procédé selon la présente invention améliore l'usina- bilité et produit une soupape d'injection de carburant qui accuse une haute précision et est appropriée pour un dispositif d'injection électronique de carburant. En outre, conformément au procédé de l'invention, l'espace interne creux est constitué par un perçage initial servant à guider les mouvements respectifs d'ouvferture et de fermeture de la tige de la soupape, ainsi que par un siège qui est situé dans le prolongement du percage de gui- dage et débouche dans I 'orifice de délivrance du carburant. Au moins le perçage de guidage ou le siège de la soupape est soumis à un brunissage et, de préférence, le brunissage de ces deux zones a lieu concomitammnent. Le perçage de guidage, le siège et l'orifice sont éla- borés de préférence par une foreuse-à laquelle une rotation est imprimée autour d'un axe donné, et un élément renfermant le siège est maintenu dans un gabarit au cours de l'opéra- tion de forage et pendant l'intervention successive lors de laquelle le perçage et le siège sont amenés par brunis- sage à leur cote définitive. De la sorte, ledit élément formant siège de soupape ne doit pas nécessairement être enlevé du gabarit et il peut rester en place tant pour la passe ini- tiale de forage que pour la passe consécutive de brunissage. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale représentant un 15.procédé classique pour usiner un élément formant siège d'une soupape; la figure 2 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'une soupape d'injection de carburant équipée de l'élément formant siège de soupape obtenu confornmerent au procédé selon la présente invention; la figure 3 est un organigramme représentant les étapes successives du procédé de l'invention; et la figure 4 est une coupe longitudinale de l'élément formant siège, illustrant l'étape de brunissage dudit pro- cédé. La figure 2 illustre un corps de valve principal 1 dans lequel se trouve un enroulement électromagnétique 2. Un noyau fixe 3 est situé à l'intérieur de l'enroule- ment électromagnétique 2 et ce dernier renferme également un noyau mobile 5 dans une région située en avant par rapport à sa direction axiale. Un ressort 4 agit sur le noyau mobile pour pousser ce dernier à l'écart du noyau fixe 3. Une tige 7 de la soupape, présentant un obturateur 6 à une extrémité, est reliée à l'extrémité postérieure du noyau mobile 5,et cette tige 7 s'engage dans un élément 8 formant siège de soupape et assujetti à l'extrémité du corps principal 1. L'élément 8 renfermant le siège de la soupape comprend un alésage de guidage 9 s'étendant axialement; un siège 10 proprement dit ménagé à l'extrémité de l'alésage 9 dans le prolongement de ce dernier; ainsi qu'un orifice 11 de délivrance du carburant, situé dans le prolongement du- dit siège 10. La tige 7 de la soupape parcourt l'alésage de guidage 9 de telle façon que deux régions 12 de diamètre élargi, munies de gorges 12a de passage du carbu- rant le long de leurs pourtours externes, puissent coulisser le long de la surface dudit alésage 9, si bien que cet alésage 9 guide la tige 7 dans ses mouvements respectifs d'ouverture et de fermeture. L'obturateur 6, ménagé à l'extrémité de ladite tige 7, est normalement poussé par le ressort 4 de façon qu'il vienne s'appliquer contre une surface 10a du siège 10. Lorsqu'une tension électrique est appliquée à l'enroulement électromagnétique 2, le noyau mobile 5 est attiré magnétiquement vers le noyau fixe 3 à l'encontre de la force du ressort 4 et, dans ce cas, le mouvement de la tige 7 soulève l'obturateur 6 à l'écart de la surface 10a du siège, si bien que du carburant, provenant d'un manchon 13 raccordé à un conduit de carburant (non représenté), est délivré par l'orifice 11. La référence 14 désigne une prise de courant dotée d'une broche de raccorde- ment 14a alimentant l'enroulement électrcoagnétique 2. L'espace interne de l'élément 8 formant le siège de la sou- pape est élaboré par un procédé consistant à percer, dans une ébauche, l'alésage de guidage 9, le siège 10 de la soupape et l'orifice 11 de délivrance du carburant (étape S1 sur la figure 3); à soumettre ledit alésage 9 et/ou ledit siège a un brunissage (étape S2); et à durcir l'ébauche (étape S3) après l'étape de brunissage. C'est cette étape de brunissage précédant l'étape de durcissement qui appelle en particulier un commentaire et va maintenant être décrite. Pour procéder au brunissage, un brunissoir 17 est inséré dans un perçage initial 9' et une rotation est simultanément imprimée à ce brunissoir par rapport à l'ébauche, comme représenté sur la figure 4. A la différence de l'étape classique de polissage, ce procédé supprime la nécessité d'usiner une gorge de dégagement dans le perçage 9', si bien que ce dernier est configuré en tant que canal rectiligne ne présentant aucune gorge de dégage- ment, et peut être soumis à un finissage pour former l'alésage de guidage 9. Grâce à ce procédé, le brunissage peut être exécuté immédiatement après que le perçage 9' a été pratiqué alors que l'ébauche demeure fixée sur le même gabarit, ce qui permet d'atteindre aisément la concen- tricité de l'outil de brunissage 17 et du perçage 9', d'o résulte une amélioration de la productivité et de la préci- sion du finissage. Le brunissoir 17 est doté de première et seconde sur- faces respectives de brunissage 17a et 17b,qui viennent respectivement en contact par glissement avec le perçage 9' et un siège 10' de la soupape. Une rotation est imprimée à ce brunissoir 17 par rapport à l'ébauche autour du même axe que celui de la perceuse, de sorte que la seconde surface de brunissage 17b rectifie le siège 10' pour former la surface 10a dont le finissage a lieu concomitamment à celui de l'alésage de guidage 9, ce qui améliore la tech- nique de production. Conformément à ce procédé, du fait qu'on n'utilise qu'un outil 17, il est possible d'améliorer la concentricité, l'uniformité des finis superficiels de l'alésage 9 et de la surface 10a, ainsi que la préci- sion de la soupape d'injection. Si nécessaire, des gorges de lubrification 17c sont pratiquées dans les surfaces de brunissage 17a et 17b. Comme décrit ci-avant, étant donné que la présente invention implique un brunissage de finition de l'alésage de guidage et du siège de la soupape, elle élimine la nécessité d'élaborer une gorge de dégagement en dépouille qui est sinon nécessaire dans le cas du polissage classique et, par conséquent, elle simplifie l'intervention en empê- chant de quelconques effets négatifs pouvant résulter des déchets de coupe et de la gorge de dégagement. Du fait que l'usinage de l'alésage et le brunissage peuvent être exécutés simultanément, il n'est pas nécessaire d'enlever l'ébauche du gabarit et de l'y replacer à maintes reprises, le brunissage pouvant avoir lieu alors que cette ébauche demeure fixée sur le gabarit utilisé pour former l'alésage. En conséquence, aussi bien la production que la précision du finissage peuvent être améliorées. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un élément formant siège d'une soupape d'injection de carburant comprenant un corps de valve principal (1); un enroulement élec- tromagnétique (2) logé dans ce corps. (1); un noyau fixe (3) situé dans ledit corps (1); un noyau mobile (5) attiré magnétiquement vers ledit noyau fixe (3) par ledit enroulement (2); une tige de soupape (7) qui est assujettie audit noyau mobile (5) et présente un obturateur (6) à une extrémité; ainsi qu'un élément (8) formant le siège de la soupape, qui est fixé audit corps principal (1) et dans lequel ladite tige (7) est guidée, procédé caractérisé par le fait qu'il consiste à élaborer, dans ledit élément (8) formant siège de la soupape d'injection, un alésage (9) servant à guider ladite tige (7) dans ses mouvements respectifs d'ouver- ture et de fermeture; à ménager, dans le prolongement de cet alésage de guidage (9), un siège (10) sur lequel ledit obturateur (6) vient s'appliquer; à forer un orifice (11) de délivrance du carburant dans le prolon- gement dudit siège (10); à soumettre à un brunissage au moins une des surfaces constituées par ledit alé- sage de guidage (9) et ledit siège (10); et à durcir ledit élément (8) après ce brunissage. 2. Procédé selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que l'alésage de guidage (9, 9') est usiné par une perceuse tournant autour d'un axe, le brunissage étant exécuté en imprimant une rotation à un outil (17) autour du même axe que celui de ladite perceuse. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérise par le fait que l'outil (17) présente deux surfaces (17a, 17b) pour effectuer le brunissage de l'alésage (9, 9') et du siège (10, 10'). 4. Procédé selon la revendication 3, caracté- risé par le fait que l'alésage de guidage (9, 9') et le siège (10, 10') sont soumis concurremment I un brunis- sage. Procédé selon la revendication 2f carac- terisé par le fait que l'élément (8) formant le siège de la soupape est maintenu dans un gabarit lors de l'usinage de l'alésage (9), du siège (10) et de l'ori- fice (11), le brunissage ayant lieu alors que cet elë- ment (8) est maintenu dans ledit gabarit.