Brevet FR2614670A1 — publié le 19881104

"Soupape actionnable électromagnétiquement" L'invention concerne une soupape à actionnement électromagnétique, en particulier soupape d'injection de carburant pour installation d'injection de carburant sur des moteurs à combustion interne, comprenant un logement de soupape, une bobine magnétique et un induit plat engageant un élément de fermeture de soupape coopérant avec un siège de soupape, qui, à sa surface tournée vers l'élément de fermeture de soupape, possède des bossages de butée se terminant dans un plan, disposés à intervalle les uns par rapport aux autres, et qui présentent des surfaces de butée solidaires du logement de soupape espacés axialement et viennent en contact avec ces surfaces de butée lors de l'excitation de la bobine. On connait déjà une soupape (DE-OS- 01 973) mais selon laquelle l'inconvénient est que malgré la diminution des surfaces de l'induit venant au contact et de la butée, on ne peut encore obtenir une diminution sensible de la masse de l'induit, et lors de la mise en action de ce dernier, une grande surface doit être déplacée à l'encontre du liquide, de sorte que des perturbations non souhaitées se produisent lors des mouvements d'ouverture et de fermeture de la soupape. La soupape équipée de l'induit selon l'invention est caractérisée en ce que l'induit plat est en forme de roue dentée et possède disposées à intervalle régulier au moins trois dents s'étendant en direction radiale sur lesquelles sont formés les bossages de butée et possède par contre l'avantage que par une technique et une manière simples, une diminution de la masse de l'induit et de la surface de ce dernier à déplacer à travers le milieu par une rigidité accrue, ce par quoi on obtient un actionnement plus rapide de la soupape ce qui donne des temps d'ouverture et de fermeture plus courts. D'autres avantages sont caractérisés en ce que chaque bossage de butée fait saillie en direction axiale sur la surface des dents, chaque bossage de butée est plus étroit qu'une dent, chaque dent et chaque gorge prévue entre les dents ont une section à peu près rectan- gulaire, l'induit plat est fabriqué en matériau magnétique doux, l'induit plat, du côté faisant face au siège de soupape, possède une surface frontale plane pouvant s'unir à l'élément de fermeture de soupape, qui est entourée d'une couronne annulaire formée à l'arrière du côté convexe axialemeni en direction du siège de soupape, à laquelle s'attachent les dents, sur chaque dent de façon orientée sur la surface de l'induit plat faisant face au siège de soupape est formée une.nervure de renforcement enjambant la couronne et s'étendant en direction radiale. Il est avantageux que chaque élévation de butée fasse saillie en direction axiale sur la surface des dents et soit plus étroite qu'une dent. Il est avantageux en outre que l'induit plat soit fabriqué par frittage en matériau magnétique doux. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté de façon simplifiée et explicité plus en détail aux dessins et à la description suivante. On montre en figure 1 une représentation partielle d'une soupape d'injection de carburant équipée d'un induit selon l'invention. On montre en figure 2 une vue d'en haut d'un induit selon l'invention. On montre en figure 3 une coupe selon la ligne III-III de la figure 2. La soupape d'injection de carburant représentée sur la figure 1 comme exemple d'une soupape pour une installation d'injection de carburant sert par exemple à l'injection de carburant dans un tube d'aspi- ration d'un moteur à combustion interne à allumage extérieur étanche au mélange. Dans un corps de soupape ferromi- gnétique cylindrique 1 se trouve un manchon 2 en matériau ferromagnétique qui joue le rôle de noyau. Dans le manchon 2 est introduit un cylindre 3 qui est guidé, dans la partie de la soupape non représentée, à l'intérieur du manchon 2. Entre le cylindre 3 et le manchon 2 se trouve un espace annulaire 4 à travers lequel a lieu le dégazage de la soupape. Sur le diamètre extérieur du manchon 2 se trouve dressé dans la chambre intérieure 7 du logement de soupape 1, entre ce dernier et le manchon 2, un corps porteur 8 en matériau isolant qui entoure au moins par- tiellement une bobine magnétique 9 coaxialement au logement de soupape 1 et au manchon 2. Le corps porteur 8 et la bobine magnétique 9 sont entourés d'une isolation et sont fixés au logement de soupape 1 au moyen d'un boulon non représenté constitué du même matériau que l'isolation 10. A l'intérieur du boulon, de même non représenté, se trouve une conduite de branchement élec- trique pour la bobine magnétique 9. Entre le diamètre extérieur de l'isolation 10 et la chambre intérieure 7 du logement de soupape 1 entourant l'alésage du logement de soupape 1, subsiste un espace annulaire 14 à travers lequel a lieu l'admission de carburant. Sur l'une des surfaces frontales 17 du logement de soupape 1 faisant face à la branche d'aspiration du moteur à combustion interne se trouve une bague d'écartement 18 sur laquelle s'accroche une membrane de liaison 19. De l'autre côté de cette dernière s'engage le faisceau 22 d'un porte-buse 23 qui est partiellement replié 'en engageant partiellement le corps de soupape 1 avec ce dernier en 24, de sorte que, par ce moyen, soit apportée une contrainte de tension axiale pour le maintien en place de la bague d'écartement 18 et de la membrane de guidage 19. Du côté opposé au logement de soupape 1, le porte-buses 23 possède un alésage de réception coaxial 28 dans lequel s'introduit un corps de buse 29 et qui y est fixé par exemple par soudure ou par brasure, le corps de buse 'comporte par exemple un orifice de préparation 30 s'ouvrant en direction de la soupape et en forme de tronc de cône, au fond 31 duquei débouche au moins un orifice d'amenée 32 de carburant servant au dosage de ce dernier. En vue d'une meilleure turbulence du carburant, cet orifice 32 peut déboucher tangentiellement dans le fond 31. Les orifices d'amenée de carburant 32 partent d'une chambre hémisphérique 35 formée dans le corps de soupape 1 en amont duquel est placé dans le corps de buse 29, un siège de soupape 36 cruciforme, avec lequel coopère un élément de fermeture de soupape 37 approximativement en forme de tronc de cone. Faisant face au siège de soupape 36, l'élément de fermeture de soupape 37 est relié à un induit plat 38. Ce dernier comporte une couronne annulaire 41 qui est formée axialement, la partie convexe étant tournée vers le siège de soupape 36 et, sur le côté faisant face au siège de soupape 36, se trouve une membrane de guidage 19: Des évidements d'écoulement 44 dans la membrane 19 permettent à l'induit plat 38 et à la membrane de guidage 19 d'être baignés sans gêne par le carburant. La membrane de guidage 19 tendue sur son pourtour extérieur solidai- rement au logement entre la bague d'écartement 18 et le faisceau 22 du. porte-buses 23 comporte une ouverture centrale 47 à travers laquelle l'élément mobile de fermeture de soupape 37 fait saillie et est centré en direction radiale. La tension de la membrane de guidage 19 solidaire du logement entre la bague d'écartement 18 et le faisceau 22 du porte-buses. 23 a lieu dans un plan qui passe par l'élément de fermeture de soupape 37 reposant sur le siège de soupape 36, par le point milieu ou le plus près possible de celui-ci de-l'élément de fermeture de soupape en forme de tronc de cône. A travers la membrane de guidage 19 s'accrochant sur la couronne 41 de l'induit plat 38, ce dernier est guidé le plus parallè- lement possible à la surface frontale 17 du logement de soupape I d'o il dépasse sous l'effet d'une zone d'action magnétique extérieure 48. Une seconde zone d'action magnétique s'établit entre la surface frontale 52 du manchon 2 et l'induit plat 38. Sur-la bobine magnétique baignée par le courant se trouve l'induit plat 38 muni de sa zone d'action extérieure 48 sur la surface frontale 17 du logement de soupape 1, tandis qu'entre l'induit plat 38 et la surface frontale 52 du manchon 2 subsiste un intervalle 53. Dans un trou profond 56 dans l'élément de fermeture de soupape 37 s'appuie un ressort de pression 59 qui s'appuie de l'autre côté sur un décrochement du cylindre 3 centré par un téton 58 formé sur le cylindre 3. Comme il est représenté sur les figures 2 et 3, l'induit plat 38 est en forme de roue dentée et comporte au moins trois dents 62 s'étendant en direction radiale qui font saillie vers l'extérieur à partir de la couronne 41. Sur l'exemple de réalisation représenté, huit dents 62 sont prévues. Entre les dents 62 sont prévues des gorges de dent 63 qui comme les dents 62 ont aussi une section à peu près rectangulaire. Sur chaque dent 62 est formé un bossage de surface d'arrêt 64 qui comme les dents 62 se situent dans la zone d'action extérieur 48 de l'induit plat 38 et viennent en contact du côté faisant face à la surface frontale 17 du logement de soupape 1 avec celle-ci, lors de l'excitation de la bobine 9. Les bossages de butée 64 de l'induit plat 38 se terminent à la même hauteur, également dans un plan. Chacun des bossages 64 faisant saillie de la surface des dents 65 s'étend du côté frontal 66 de chacune des dents 62 radialement vers l'intérieur et est plus étroit que chacune des dents. Faisant face aux dents 62 s'étend à partir de la couronne 41, faisant saillie sur le côté tourné vers le siège de soupape 36, une surface centrale 68 sur laquelle se situe ltélément de fermeture de soupape 37 et par exemple est fixé par soudure. La surface centrale 68 est interrompue par un alésage central 69 à travers lequel passe le ressort de pression 59. Sur chaque dent 62 s'étend de façon centrée sur la surface de l'induit plat 38, faisant face au siège de soupape 36, une nervure de renforcement 70 s'étendant en direction radiale qui enjambe la couronne 41. De manière avantageuse, l'induit plat 38 est fabriqué par frittage à.partir d'un matériau magnétique doux. L'induit plat 38, réalisé selon l'invention, comporte, du fait de sa fabrication en roue dentée, l'avantage qu'en raison des grandes gorges 63 prévues entre les dents 62, la masse de l'induit plat est sensi- blement diminuée malgré une solidité accrue, et simulta- nément on peut obtenir une immersion de l'induit plat 38 suffisamment bonne dans le milieu à commander, lors d'un déplacement de l'induit de sorte que soit assuré un actionnement très rapide de ce dernier et par là de la soupape. 26 1 4670 R'E V E N D I C A T I 0 N S ) Soupape à actionnement électromagné- tique,-en particulier soupape d'injection de carburant pour installationd'injection de carburant sur des moteurs à combustion interne, comprenant un logement de soupape, une bobine magnétique et un induit plat engageant un élément de fermeture de soupape coopérant avec un siège de soupape, qui, à sa surface tournée vers l'élément de fermeture de soupape, possède des bossages de butée se terminant dans un plan, disposés à intervalle les uns par rapport aux autre, et qui pré- sentent des surfaces de butée solidaires du logement de soupape espacés axialement et viennent en contact avec ces surfaces de butée lors de l'excitation de la bobine, caractérisée en ce que l'induit plat (38) est en forme de roue dentée et possède disposées à intervalle régulier au moins trois dents (62) s'étendaht en direction radiale sur lesquelles sont formés les bossages de butée (64). - 20) Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque bossage de butée (64) fait saillie en direction axiale sur la surface des dents (65). 3 ) Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque bossage de butée (64) est plus étroit qu'une dent (62). 4 ) Soupape selon la revendication 1, caract;-isée en ce que chaque dent (62) et chaque gorge (63) prévue entre les dents ont une section à peu près rectangulaire. ) Soupape selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'induit plat (38) est fabriqué en matériau magnétique doux. 6 ) Soupape selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'induit plat (38) du côté faisant face au siège de soupape (36), possède une surface frontale (68) plane pouvant s'unir à l'élément de fermeture de soupape (37), qui est entourée d'une couronne (41) annulaire formée à l'arrière du côté convexe axialement en direction du siège de soupape 36, à laquelle s'atta- chent les dents (62). 7 ) Soupape selon la revendication 6, caractérisée en ce que sur chaque dent (62) de façon orientée sur la surface de l'induit plat (38) faisant face au siège de soupape (36) est formée une nervure de renforcement (70) enjambant la couronne (41) et s'étendant en direction radiale.