Brevet FR2564561A1 — publié le 19851122

1. Soupape à commande électromagnétique et procédé pour la fabrication d'une soupape." L'invention part d'une soupape à commande électromagnétique, en particulier soupape d'injection de carburant pour installations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, comportant un boitier de soupape, une bobine magnétique rapportée sur un noyau de matériau ferro-magnétique et une armature qui est solida- risée avec un obturateur, collaborant avec un siège de soupape fixe et qui est guidée par une membrane de guidage qui est fixée par sa periphArie externe au boitier de soupape, s'appuie, du fait de la tension d'un ressort, contre une couronne de guidage de l'armature conçue comme armature plane, du c8té de l'armature plane tournée vers le siège de soupape, guide l'armature plane parallèlement au siège de soupape et à la surface frontale du noyau et, au moyen d'une ouverture de centrage, guide l'obturateur de soupape, en l'entourant dans la direction radiale. On connait déjà une soupape dans laquelle l'obturateur de soupape est guidé radialement, avec un faible jeu, par une ouver- ture de centrage d'une membrane de guidage. Lors du montage d'une soupape de ce type apparait toutefois le problème que ce n'est que dans des cas exceptionnels que l'on obtient un jeu annulaire réellement concentrique entre l'obturateur de soupape et l'ouverture de centrage de la membrane de guidage, de sorte que dans la plupart des cas, l'obturateur de soupape s'apppuie, par sa périphérie, plus d'un côté que de l'autre contre l'ouverture de centrage. Du fait de la déformation ultérieure du boitier de soupape en direction axiale, il se produit ensuite une modification de la course d'ouverture, en précisant que l'on peut en arriver à un faible décalage radial du siège -de soupape. Du fait de ce décalage radial du siège de soupape et du fait que l'ob- turateur de soupape s'appuie plus d'un côté que de l'autre contre l'ouverture de centrage, il peut maintenant se pro- duire, lors de la fermeture de la soupape, que l'obturateur de soupape ne soit pas guidé concentriquement par rapport au siège de soupape et donc ne soit pas régulièrement étanche sur sa périphérie, ce qui fait que des manques d'étanchéité apparaissent, que l'obturateur de soupape et le siège de soupape frappent plus fort à certains endroits et qu'il apparait une composante d'une force exercée par la membrane de guidage sur l'obturateur de soupape dans la direction d'ouverture de la soupape, ce qui conduit, pendant la durée de vie de la soupape, à des modifications des durées d'injection. La soupape selon l'invention, caractérisée en ce que la membrane de guidage est soudée, sur sa péri- phérie externe, au boitier de soupape en au moins deux endroits et le procédé selon l'invention, caractérisé en ce que dans une première phase du procédé, on pose la membrane de guidage avec sa périphérie externe sur un collet situé à l'intérieur de celle des parties du boitier de soupape qui reçoit le siège de soupape; dans une deuxième phase du procédé, on enfiche dans l'ouverture de centrage de la membrane de guidage, venant radialement toucher celle-ci, une pièce de centrage qui a, à l'endroit o elle s'appuie contre le siège de soupape, une section légèrement supé- rieure à celle de l'obturateur de soupape; dans une troisième phase du procédé, on soude la membrane de guidage, sur sa périphérie externe, en au moins deux endroits, au collet de l'obturateur de soupape; dans une quatrième phase du procédé, on retire la pièce de centrage hors de la partie du boitier de soupape et dans une cinquième phase du pro- cédé, après mise en place de l'armature avec l'obturateur de soupape et la bobine magnétique, on assemble, se recou- vrant l'une l'autre, la deuxième partie du boitier de soupape à la première partie du boitier de soupape et on les bride axialement de façon qu'une force de bridage s'exerce sur la périphérie externe de la membrane de guidage, présentent l'avantage que l'on obtient de façon simple, avec une faible dépense, un alignement le plus concentrique possible de l'ouverture de centrage de la membrane de guidage par rapport au siège de soupape, ce qui garantit un travail parfait de la soupape pendant sa durée de vie. Grâce au fait que l'obturateur de soupape et la pièce de centrage aient tous les deux une forme sphérique, on peut avoir des extensions et des améliorations avantageuses de la soupape et de son procédé de fabrication que l'on vient de mentionner. Un exemple d'exécution de l'invention est représenté, de façon simplifiée sur le dessin et expliqué en détail dans la description qui suit. La soupape d'injection de carburant, pour installation d'injection de carburant, représentée sur le dessin comme exemple de soupape, sert par exemple à injecter le carburant dans la tubulure d'admission de moteurs à com- bustion interne à allumage provoqué et à compression du mélange. Le chiffre 1 y repère une première partie du boitier de la soupape que l'on fabrique, par formage sans enlèvement de copeaux, par exemple par emboutissage, galetage ou autre semblable, ainsi qu'une deuxième partie 2 du boitier de soupape. Les parties 1, 2 du boitier de soupape se recouvrent l'une l'autre partiellement et sont réunies l'une à l'autre et bridées axialement de façon connue, par exemple par un sertissage en 3. Dans la partie 2 du boitier de soupape est introduite, de façon étanche, une tubulure d'arrivée de carburant 4 conçue comme tubulure de raccord et qui, cons- tituée d'un matériau ferro-magnétique, sert simultanément de noyau interne de la soupape à commande électromagnétique. La tubulure d'arrivée du carburant 4, qui court concentri- quement à l'axe de la soupape, présente un alésage interne 6 dans lequel est mise à la presse une douille de réglage 7 avec alésage de passage 8. L'extrémité de la tubulure 4 d'arrivée du carburant qui sort hors de la partie 2 du boitier de la soupape est en liaison avec une source de carburant, par exemple avec une conduite de distribution de carburant-. L'autre extrémité de la tubulure 4 d'arrivée du carburant pénètre dans le volume interne 9 de la soupape et porte un support isolant 11 qui entoure au moins partiel- lement une bobine magnétique 12. Sur la surface frontale 18 de la partie 2 du boitier de la soupape s'appuie une bague d'écartement 19 que jouxte une membrane de' guidage 20. Un collet 21 de la première partie 1 du boitier de soupape maintient l'autre moitié de la membrane de guidage 20, de sorte qu'il apparait une force axiale de bridage pour fixer en position la bague d'écartement 19 et la membrane de guidage 20. La partie 1 du boitier de soupape présente un alésage récepteur coaxial 25 dans lequel se loge le corps d'ajutage 26, fixé par exemple par soudage ou brasage. Le corps d'ajutage 26 présente un alésage borgne de préparation 28, de préférence de forme cylin- drique, dans le fond 30 duquel débouche au moins l'un des alésages 29 d'arrivée de carburant servant au dosage du carburant. L'alésage 29 d'arrivée du carburant débouche de préférence dans le fond 30 de l'alésage de préparation 28 de façon qu'il ne se produise pas de jet dirigé tan- gentiellement dans l'alésage de préparation 28, mais que le jet de carburant sorte tout d'abord des alésages 29 d'arrivée du carburant sans toucher la paroi puis rebon- disse sur la paroi de l'alésage de préparation 28 pour s'écouler en direction de l'extrémité 31 du corps d'ajutage le long de la paroi, en formant un film à peu près réparti sous forme d'une parabole. Les alésages 29 d'arrivée du carburant sont inclinés par rapport à l'axe de la soupape et partent d'un espace 32 en forme de calotte, venu de forme dans le corps de l'ajutage 26 et en amont duquel existe, dans le corps d'ajutage 26, un siège de soupape en voûte 33 avec lequel collabore un obturateur de soupape 34 de forme sphérique. Pour obtenir un volume mort le plus faible possible, l'obturateur de soupape 34 reposant sur son siège de soupape 33, il faut que le volume de l'espace en forme de calotte 32 soit le plus petit possible. Côté opposé au siège de soupape 33, l'obtu- rateur de soupape 34 est relié, par exemple brasé ou soudé, à une armature plane 35. L'armature plane 35 peut être conçue comme pièce estampée ou obtenue à la presse et peut présenter par exemple une couronne annulaire de guidage 36 qui présente un relief et qui s'appuie, côté de la membrane de guidage 20 opposé au siège de soupape 33, contre une zone de guidage 38, de forme annulaire, de la membrane de guidage 20. Des ouvertures de passage 39 dans l'armature plane 35 et des évidements de passage 40 dans la membrane de guidage 20 permettent à l'armature 35 et à la membrane de guidage 20 de baigner sans obstacle dans le carburant. La membrane de guidage 20, bridée à sa périphérie externe par une zone de bridage 41 entre la bague d'écartement 19 et le collet 21, présente une zone de centrage 42 qui en- toure l'ouverture de centrage 43 dans laquelle l'obturateur mobile de soupape 34 pénètre avec un faible jeu et est centré en direction radiale. Le bridage de la membrane de guidage 20 entre la bague d'écartement 19 et le collet 21 se fait dans un plan qui passe, lorsque l'obturateur de soupape 34 repose sur son siège de soupape 33, par le centre ou le plus près possible du centre de l'obturateur de soupape de forme sphérique. Grâce à la zone de guidage 38 de la membrane de guidage 20 qui-agit sur la couronne de guidage 36 de l'armature 35, l'armature 35 est guidée le plus parallèlement possible à la surface frontale 18 de la partie 2 du boitier de soupape qui déborde partiellement par une zone active extérieure 44. Dans l'alésage interne 6 de la tubulure d'arrivée de carburant 4, qui va presque jusque contre l'armature 35, est guidé un ressort de compression 45 qui attaque d'un côté l'armature 35 et d'un autre côté la douille de réglage 7 et qui s'efforce de solliciter l'obturateur de soupape 34 en direction du siège de soupape 33. La tubulure 4 d'arrivée de carburant servant de noyau interne est en particulier enfilée dans la partie 2 du boitier de soupape de façon qu'il subsiste encore un faible entrefer entre sa surface frontale 46, tournée vers l'armature 35., et cette armature 35, lorsque, la bobine magnétique 12 étant excitée, larmature est attirée, par sa zone active externe 44, contre la surface frontale 18 de la partie 2 du boitier de soupape, tandis que, lorsque la bobine magnétique 12 n'est pas excitée, l'armature est sollicitée par le ressort de compression 45 en direction du siège de soupape 33. Le circuit magnétique passe à l'extérieur par la partie 2 du boitier de soupape et à l'intérieur par la tubulure d'arrivée de carburant 4 et il se ferme en passant par l'armature 35. Selon l'invention, la membrane de guidage 20 est soudée, sur sa périphérie externe 41, en au moins deux endroits 48 au collet 21 de la partie 1 du boîtier de sou- pape. Selon l'invention, ceci se fait par le moyen que, lors du montage, on place la membrane de guidage 20 dans la première partie 1 du boitier de soupape, reliée au corps d'ajutage 26, en l'appuyant contre le collet 21. Ensuite, on vient appuyer contre le siège de soupape 33, en la guidant à travers l'ouverture de centrage 43 de la membrane de guidage 20, une pièce de centrage 49 représentée en tireté ponctué sur le dessin. La pièce de centrage 49 a une section légèrement supérieure à celle de l'obturateur de soupape 34, par exemple un diamètre de 0,03 mm plus grand. La membrane de guidage 20 ainsi guidée concentriquement au siège de soupape 33 par la pièce de centrage 49, on la soude par sa périphérie externe 41, aux endroits 48, au collet 21 de la première partie 1 du boitier de soupape, au moins en deux endroits 48, mais par exemple aussi en six endroits 48 régulièrement répartis sur la périphérie externe. Si on enlève alors maintenant la pièce de centrage 49 et si on introduit à sa place dans la soupape l'obtu- rateur de soupape 34 relié à l'armature 35, il apparait, entre la périphérie de l'obturateur de soupape 34 et l'ou- verture de centrage 43 de la membrane de guidage 20, une fente annulaire régulière, ce qui évite que l'obturateur de soupape 34 vienne plus d'un côté que de l'autre. Dans la suite du montage de la soupape, on place la bobine magnétique 12 avec la tubulure 4 d'arrivée de carburant et la bague d'écartement 19 et on réunit ensemble et on bride axialement les parties 1, 2 du boitier de soupape au moyen du sertissage 3, ce qui bride également en direction axiale la membrane de guidage 20 dans sa zone de bridage 41. REVENDICATIONS 1 ) Soupape à commande électromagnétique, en paticulier soupape d'injection de carburant pour instal- lations d'injection de carburant de moteurs à combustion interne comportant un boitier de soupape, une bobine magné- tique rapportée sur un noyau de matériau ferro-magnétique et une armature qui est solidarisée avec un obturateur collaborant avec un siège de soupape fixe et qui est guidée par une membrane de guidage qui est fixée par sa périphérie externe au boitier de soupape, s'appuie, du fait de la tension d'un ressort, contre une couronne de guidage de l'armature conçue comme armature plane, du côté de l'arma- ture plane tourné vers le siège de soupape, guide l'armature plane. parallèlement au siège de soupape et à la surface frontale du noyau et, au moyen d'une ouverture - de centrage, guide l'obturateur de soupape, en l'entourant dans la direction radiale, caractérisée en ce que la mem- brane de guidage (20) est soudée, sur sa périphérie externe (41), au boitier de soupape (1) en au moins deux endroits (48). 2 ) Soupape selon la revendication 1, carac- térisée en ce que l'obturateur de soupape (34) a une forme sphérique. 3 ) Procédé pour la fabrication d'une commande à soupape électromagnérique, en particulier conçue selon la revendication 1, comportant un boitier de soupape en deux parties, une bobine magnétique rapportée sur un noyau de matériau ferro-magnétique et une armature qui est solidarisée avec un obturateur collaborant avec un siège de soupape fixe et qui est guidée par une membrane de guidage qui est fixée par sa périphérie externe au boitier de soupape, s'appuie, du fait de la tension d'un ressort, contre une couronne de guidage de l'armature conçue comme armature plane, du côté de l'armature plane tourné vers le siège de soupape guide l'armature plane parallèlement au siège de soupape et à la surface frontale du noyau et, au moyen d'une ouverture de centrage, guide l'obturateur de soupape, en l'entourant dans la direction radiale, carac- térisé en ce que dans une première phase du procédé, on pose la membrane de guidage (20) avec sa périphérie externe (41) sur un collet (21) situé à l'intérieur de celle des parties (1) du boitier de soupape qui reçoit le siège de soupape (33); dans une deuxième phase du procédé, on enfiche dans l'ouverture de centrage (43) de la membrane de guidage (20), venant radialement toucher celle-ci, une pièce de centrage (49) qui a, à l'endroit o elle s'appuie contre le siège de soupape (33), une section légèrement supérieure àcelle de l'obturateur de soupape (43); dans une troisième phase du procédé, on soude la membrane de guidage (20), sur sa périphérie externe (41), en au moins deux endroits (48), au collet (21) de l'obturateur de soupape (1); dans une quatrième phase du procédé, on retire la pièce de centrage (49) hors de la partie (1) du boitier de soupape et dans une cinquième phase du procédé, après mise en place de l'armature (35) avec l'obturateur de soupape (34) et la bobine magnétique (12), on assemble, se recouvrant l'une l'autre, la deuxième partie (2) du boitier de soupape à la première partie (1) du boitier de soupape et on les bride axialement de façon qu'une force de bridage s'exerce sur la périphérie externe (41) de la membrane de guidage (20). 4 ) Procédé selon la renvendication 3, carac- térisé en ce que la pièce de centrage (49) a une forme sphé- rique.