Brevet FR2595413A3 — publié le 19870911

FR 2595413 A3 19870911 FR 8702924 A 19870304 La présente invention concerne un dispositif poru maintenir sensiblement constante la pression d'un -i-aide dans un circuit hydraulique, en particulier le circuit de carburant d'un système d'injection de carbu- r ant dans un moteur à combustion interne. Des dispositifs du type mentionné ci-dessus comprennent dans l'essentiel une chambre à l'intérieur laquelle circule un liquide et qui communique avec ln orifice de décharge dont l'ouverture est commandée i0 par un élément formant clapet, comportant une surface -;ive sensiblement plane et agencée de manière à appliquer contre une partie de surface annulaire coeiale audit orifice. Ledit clapet est poussé contre -di-e partie de surface annulaire par un ressort, qui 3 '{it sur un diaphragme déformable constituant une paroi de ladite chambre. Le clapet comporte également une surface sensiblement sphérique placée à l'opposé de ladite surface active et profilée de manière à s'appliquer contre une surface conique formée sur un organe supportant le clapet et monté directement sur le diaphragme. La liaison entre la partie de surface sphérique du clapet la surface conique du siège à l'intérieur duquel repose le clapet permet audit clapet d'osciller de façon à produire une pression de support sensiblement uniforme -.e la surface active du clapet et ladite partie de -,:.;-ace annulaire. Dans d'autres dispositifs, le clapet se -o-t-ose d'un disque circulaire dont une surface définit 1-!fli-te surface active, et d'une bille soudée sur l'autre -urface du disque. Dans ce cas également, la surface de a bille repose sur une surface conique du siège formé anx le support de clapet afin de permettre au clapet vosciller par rapport audit support, autour d'un axe passant par le centre de la bille. 2 2 2595413 l'intérieur de la chambre dans les dispositifs mentionnés ci-dessus dépasse une valeur donnée, qui est déterminée par le réglage initial du dispositif, le diaphragme est déformé sous l'action exercée par le ressort et la surface active du clapet est écartée de ladite partie de surface annulaire afin de permettre un écoulement du liquide vers l'extérieur au travers de l'orifice de décharge. Des dispositifs du type brièvement décrit ci-dessus présentent un certain nombre d'inconvénients. O10 En premier lieu, la fabrication des compo- sants des dispositifs précités nécessite de nombreuses opérations de haute précision, ce qui se traduit évidem- ment par un coQt de fabrication assez élevé. En fait, dans le cas d'un clapet comprenant une partie de surface sphérique, il est nécessaire d'effectuer un usinage extrêmement précis qui peut seulement être réalisé sur des machines spéciales. D'autre part, si l'élément précité est réalisé par soudage d'une bille sur un disque métallique, le soudage doit être effectué avec un soin extrême pour empêcher une déformation du disque. En outre, la surface sur laquelle repose le clapet dans la cavité de l'élément de support nécessite une finition e:-::êmement précise et un traitement de surface pour rendre mette surface parti- culièrement dure. De telles opération sont également rendues difficiles par le fait que l!-te surface est placée à l'intérieur de la cavité méjugée dans l'élément de support. En outre, pour permettre -'exécution desdites opérations et du traitement de surface, les différents composants correspondants doivent être fabriqués en utilisant des matériaux de coat élevé. Enfin, à cause de la difficulté rencontrée lors de l'exécution des opérations mentionnées ci-dessus, les tolérances dimensionnelles et géométriques peuvent être assez larges, ce qui nuit au fonctionnement correct du dispositif final. L'objet de la présente invention est de créer un dispositif du type mentionné ci-dessus mais ne présentant aucun des inconvénients précités, c'est- à-dire un dispositif comportant un petit nombre de composants de conception appropriée, qui puissent être usinés d'une façon très précise mais sans nécessiter des machines ou des outillages spéciaux. Pour résoudre ce problème, il est créé, conformément à la présente invention, un dispositif pour maintenir sensiblement constante la pression d'un liquide dans un circuit hydraulique, en particulier le circuit de carburant d'un système d'injection de carbu- rant d'un moteur à combustion interne, ledit dispositif comprenant dans l'essentiel une chambre à l'intérieur de laquelle circule ledit liquide et qui communique avec un orifice de décharge, un passage dudit liquide au travers dudit orifice étant commandé par un élément formant clapet, comportant une surface active sensible- ment plane qui est agencée de manière à s'appliquer contre une partie de surface annulaire coaxiale audit orifice, ledit élément formant clapet étant poussé contre ladite partie de surface annulaire par un ressort agissant sur un diaphragme déformable constituant une paroi de ladite chambre, caractérisé par le fait qu'il comprend une bille placée entre ledit diaphragme et ledit élément formant clapet, ledit élément formant clapet comportant une surface concave opposée à ladite surface active et qui est profilée de façon à constituer un siège de support pour la surface de ladite bille afin de permettre audit élément formant clapet d'osciller, par rapport à ladite bille, autour d'un axe passant par le centre de ladite bille, et d'exercer ainsi une pression de support sensiblement uniforme entre ladite surface active dudit élément formant clapet et ladite partie de surface annulaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence, dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé qui représente une vue en coupe axiale du dispositif conforme à la présente invention. Le dispositif conforme à la présente invention est conçu pour être utilisé dans un circuit hydraulique, en particulier le circuit de carburant d'un système d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne afin de maintenir la pression de ce carburant à une valeur donnée et sensiblement constante. Le dispositif précité comprend dans l'essen- tiel un corps 1 à l'intérieur duquel est formée une chambre 2 dans laquelle s'écoule le liquide passant dans ledit circuit, ce liquide étant introduit par un des tubes 3 et étant évacué par l'autre. La chambre 2 communique avec un orifice de décharge 4, communiquant à son tour avec le trou ménage dans une douille d'extrémité 5. Entre le corps 1 et un couvercle 6 est maintenu un diaphragme déformable 7 soumis à l'action d'un ressort hélicoïdal 8 disposé entre une première plaque 9 s'appuyant contre le dia- phragme 7 et une seconde plaque 10 fixée sur l'extrémité inférieured'une broche 11. La broche 11 est entrainée à l'intérieur d'un trou correspondant ménagé dans le couvercle 6 et elle peut être réglée axialement par rapport au couvercle 6 en vue d'un réglage de la précon- trainte du ressort 8. La chambre formée à l'intérieur du couvercle 6 communique avec l'atmosphère extérieur par l'intermédiaire d'un trou 12 ménagé dans la broche 11. La douille 5 comporte une partie de surface annulaire 15 sensiblement plane sur laquelle reposeunélé- mnnt formant clapet 16. Cet élément formant clapet 16, qui a sensiblement la forme d'un disque, comporte une surface active 17 sensiblement plane qui est agencée de manière à entrer en contact avec ladite partie de surface annulaire 15 et, sur le côté opposé, une surface concave, de préférence conique 18, coaxiale audit disque. Le dispositif comprend également une bille 19, logée à l'intérieur d'une cavité 20 formée dans un élément de support 21 fixé sur le diaphragme déformable 7. La cavité 20 peut avoir une forme appropriée pour supporter la bille 19 et elle comprend, comme indiqué sur le dessin ci-joint à titre d'exemple, une partie de surface cylindrique et une partie de base de surface conique. La bille 19 peut être logée à l'intérieur de ladite cavité en reposant simplement contre ladite surface conique de base ou bien elle peut être bloquée à l'intérieur de la cavité, par exemple, en déformant de façon permanente les parties marginales de la cavité proprement dite. La bille 19 est disposée de manière à reposer sur la surface concave 18 de l'élément formant clapet 16, comme le montre clairement le dessin cijoint, et il est prévu un ressort hélicoïdal 22 pour maintenir le clapet 16 appliqué contre la bille 19. Le dispositif décrit ci-dessus fonctionne comme suit. Dans des conditions de fonctionnement normal du dispositif, le liquide pénètre dans la chambre 2 par un des tubes 3 et sort de la chambre par l'autre tube. D'autre part lorsque la pression du liquide dépasse une valeur donnée, qui est déterminée par la précontrainte du ressort et par les caractéristiques élastiques et géométriques du diaphragme déformable 7, la somme des pressions exercées sur le diaphragme 7 produit une résultante sensiblement axiale qui est capable de vaincre la précontrainte du ressort 8, etpar conséquent du diaphragme déformable 7. En conséquence l'élément de support 21 se déplace vers le haut afin d'écarter la surface active 17 de l'élément formant clapet 16 de la partie de surface annulaire 15 et de permettre ainsi le passage d'une quantité donnée de liquide par l'orifice de décharge 4. Lorsqu'une pression normale est en train d'être rétablie à l'intérieur de la chambre 2, l'élément formant clapet 16 est ramené par le ressort 8 dans sa position initiale, en arrêtant l'écoulement de liquide par l'orifice 4. Lors d'un retour dans ladite position de fermeture, l'élément formant clapet 16 peut osciller, par rapport à la bille 19, autour d'un axe passant par le centre de ladite bille, du fait de la liaison existant entre la surface sphérique de la bille et le profil conique de la surface 18. La liaison entre lesdites surfaces établit évidemment un accouplement sensiblement sphérique per- mettant à l'élément formant clapet 16 de se déplacer jusque dans la position la plus appropriée pour créer une pression de support sensiblement uniforme entre la surface active 17 et la partie de surface annulaire 15. Il en résulte que ledit élément formant clapet établit également une étanchéité très efficace. En outre, pendant un déplacement de l'élément formant clapet 16, le ressort 22 fait en sorte qu'il soit maintenu en permanence contre la bille associée 19. Le dispositif conforme à la présente inven- tion comporte également une structure très correcte, ainsi que des composants de conception correcte qui peuvent être fabriqués avec des tolérances d'usinage serré. L'élément formant clapet 16 ne comporte en fait pas plus de deux surfaces opposées, dont l'une est plane et l'autre conique, ces surfaces pouvant être usinées rapidement sur des machines standart et avec un haut degré de précision, du fait qu'elles sont totalement acces- sibles et d'un profil très simple. En outre, l'élément de support de bille 21 est également d'une conception très simple, ne nécessitant ni un usinage de précision ni l'utilisation de matériaux de coût élevé. La cavité 20 ménagée dans l'élément de support 21 et qui sert à recevoir la bille 19 ne nécessite aucun usinage de précision du fait de l'absence de mouvement entre la bille et la cavité, qui sert uniquement à supporter cette bille. Comme le montre clairement le dessin ci- joint, même dans le cas o l'axe de la cavité n'est pas strictement coaxial à l'axe du trou 4 du corps 1, cela ne nuit en aucune manière à l'efficacité d'étanchéité de l'élément formant clapet 16, qui doit simplement être déplacé dans le plan des surfaces correspondantes 15 et 17 dont dépend l'efficacité d'étanchéité. En outre, du fait qu'aucun traitement de surface n'est nécessaire sur l'une quelconque des surfaces de l'élément de support 21, celui-ci peut être fabriqué en utilisant des matériaux de faible coût. Enfin la bille 19 constitue un composant largement utilisé et de faible coût, comportant une finition extrêmement fine et des tolérances d'usinage précises. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention. 8 2595413 REVENDICATIONS 1. Dispositif pour maintenir sensiblement constante la pression d'un liquide dans un circuit hydrau- lique, en particulier le circuit de carburant d'un système d'injection de carburant d'un moteur à combustion interne, ledit dispositif comprenant dans l'essentiel une chambre à l'intérieur de laquelle circule ledit liquide et qui communique avec un orifice de décharge, un passage dudit liquide au travers dudit orifice étant commandé par un élément formant clapet (16), comportant une surface active sensiblement plane qui est agencée de manière à s'appliquer contre une partie de surface annulaire coaxiale audit orifice, ledit élément formant clapet (16) étant poussé contre ladite partie de surface annulaire (15) par un ressort (8) agissant sur un diaphragme déformable constituant une paroi de ladite chambre, caractérisé par le fait qu'il comprend unebille(19) placéeentreledit dia- phragme et ledit élément formant clapet (16), ledit élément formant clapet comportant une surface concave (18) opposée à ladite surface active (17) et qui est profilée de façon à constituer un siège de support pour la surface de ladite bille (19) afin de permettre audit élément formant clapet (16) d'osciller, par rapport à ladite bille (19), et d'exercer ainsi une pression de support sensiblement uniforme entre ladite surface active (17) dudit élément formant clapet (16) et ladite partie de surface annulaire (15). 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que ladite bille est logée dans une cavité (20) ménagée dans un élément de support de bille (21) fixé sur ledit diaphragme déformable (7). 3. Dispositif selon une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ladite surface concave (18) est conique. 4. Dispositif selon une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'il comprend un second ressort (22) agissant sur l'élément formant clapet (16) et agencé de manière à maintenir ledit élément formant clapet (16) contre ladite bille (19). 5. Dispositif selon une quelconque des reven- dications 1 à 4, caractérisé par le fait que ladite partie de surface annulaire (15) est formée sur une douille (5) montée dans le corps (1) du dispositif. 6. Dispositif selon une quelconque des reven- dications 1 à 5, caractérisé par le fait que ladite bille (19) est bloquée à l'intérieur de ladite cavité (20). 7. Dispositif selon une quelconque des reven- dications 1 à 6, caractérisé par le fait que ledit élément de support (21) pour ladite bille (19) comprend une saillie annulaire fixée sur ledit diaphragme défor- mable (7).