Brevet FR2624558A1 — publié le 19890616

Pompe à injection de carburant pour moteurs à com- bustion interne, dont l'élément d'étanchéité est cons- titué sous forme d'un palier lisse L'invention a pour point de départ une pompe à injection de carburant pour moteurs à combustion in- -rne comprenant un boîtier, avec un arbre d'entraîne- ent logé dans le boîtier, une pompe de refoulement disposée dans le boîtier et entraînée par l'arbre d'entraînement, qui refoule dans une chambre de tra- vail juxtaposée à la pompe de refoulement, reliée à une chambre de décharge par l'intermédiaire.d'une fen- te délimitée par un élément entourant l'arbre d'en- traînement, qui est déchargée par l'intermédiaire d'une conduite de décharge, et qui est protégéed'une sortie de l'arbre d'entraînement hors du boîtier par un joint d'arbre en forme de fourreau, présentant une lèvre d'étanchéité précontrainte venant en contact de l'arbre d'entraînement. Pour une pompe à injection de carburant de ce type connue par le document DE-P 35 19 029, l'arbre d'entraînement pénètre dans le boîtier par l'intermé- diaire d'un joint d'arbre et y est guidé par un palier lisse. Couplée à l'arbre d'entraînement, il y a une =mpe de refoulement, qui met sous pression les pièces l'intérieur du boîtier. Cette pression s'exerce aus- si sur le palier lisse sur la moitié de la longueur duquel est disposée la conduite de décharge. En raison de sa section, elle évacue la quantité d'huile de fui- te presque sans perte de charge. La longueur restante du palier lisse comprise entre la conduite de décharge et le joint d'arbre est insuffisamment alimentée en huile de fuite lubrifiante en raison du faible jeu du palier et de la perte de charge élevée qui en découle, ce qui peut avoir comme conséquence une rotation à sec et un blocage de la pompe. Cette éventualité est enco- re accrue par le risque de colmatage dû à l'introduc- tion de saleté. La pompe à injection de l'invention est ca- ractérisée en ce que l'élément présente un alésage in- térieur, avec lequel celui-ci est logé sous forme de palier lisse sur l'arbre d'entraînement et peut se dé- placer aussi bien axialement que radialement pour'en- trer en contact avec les pièces du boîtier environnan- tes et en ce que la conduite de décharge est reliée à la face aspirante de la pompe de refoulement. Cette pompe présente l'avantage suivant: l'élément d'étan- chéité sous forme de palier lisse glisse sur 'l'arbre, axialement et radialement, il peut aussi se déplacer par rapport aux pièces de boîtier qui l'entourent, et n'est pas obligé de présenter la qualité d'usinage d'un palier lisse à fonction de guidage et peut être fabriqué à meilleur compte grâce à des tolérances moins contraignantes. La connexion de la conduite de décharge avec la face aspirante de la pompe de refou- lement transforme l'écoulement passif de l'huile de fuite en une aspiration active, grâce à la dépression régnant à l'entrée de la pompe. Ainsi est-il possible de rendre le joint d'arbre peu abrasif par suite d'une face d'application sur l'arbre d'entraînement réduite et de réaliser entre le joint d'arbre et la sortie du boîtier de l'arbre d'entraînement le guidage de l'ar- bre d'entraînement, avec un roulement, grâce à l'arrêt de l'écoulement de la fuite d'huile et de cette façon on peut diminuer le coût d'usinage de la pompe à in- jection de carburant. D'autres dispositions peuvent être prises qui sont des développements avantageux et des améliorations de l'élément décrit cidessus et des pièces voisines et sont caractérisées en ce que la fente entre l'alésage intérieur de l'élément et l'ar- bre d'entraînement et/ou entre une surface frontale de l'élément et une surface d'appui de cette surface frontale d'un épaulement de boîtier se présentant dans le sens de l'axe de l'arbre d'entraînement; l'élément est placé sous la charge d'un élément élastique en di- rection axiale; entre la surface d'appui et la surfa- ce frontale est disposé un joint; l'élément présente une ou plusieurs rainures, qui s'emboîtent sur des ti- ges correspondantes ancrées dans le boîtier pour empê- cher l'élément de tourner; entre l'arbre d'entraîne- ment dans la zone de l'élément et de l'alésage inté- rieur de l'élément est disposé un joint-; l'élément présente dans sa surface d'enveloppe externe, une rai- nure circulaire, dont la surface frontale forme un ar- rêt latéral,. et dans laquelle est placé un anneau ayant un effet élastique vers l'extérieur, et dont une face axiale constitue la face d'appui vis-à-vis de la surface frontale de la rainure circulaire et dont la surface périphérique esten contact étanche avec une butée du boîtier; l'élément est solidaire de l'arbre d'entraînement; l'arbre d'entraînement est guidé dans un roulement qui fait suite au joint d'arbre dans le boîtier. Ainsi, il est particulièrement avantageux de faire varier la quantité d'huile de fuite par une qua- lité échelonnée du joint, sans pour autant diminuer la qualité du palier d'arbre d'entraînement et ainsi la capacité de fonctionnement de la pompe à injection de carburant. Quatre modes de réalisation de l'invention sont représentés sur les dessins et décrits plus en détail ci-dessous: - la figure i représente une coupe partielle longitu- dinale d'une pompe à injection de carburant. - la figure 2 détaille la position du joint d'arbre d'entraînement, de l'élément avec les pièces qui l'en- veloppent et l'aspiration de la pompe de refoulement. - les figures 3 et 4 représentent d'autres exemples de réalisation de l'élément pour interrompre le courant de fuite. A la figure 1 est représentée schématique- ment en coupe partielle une pompe à injection distri- butrice de carburant, pour laquelle un arbre d'entraî- nement 2 entre dans un boîtier 1, il est guidé par un roulement 3 et entraîne une pompe de refoulement 4 qui débite dans une chambre de travail 5. Par fuite l1 long de l'arbre d'entraînement 2 en direction du pa- lier à roulement 3, la chambre de travail 5 est en communication avec un élément 6, qui se du côté de la pompe de refoulement 4 non soumis a a. pression. Cet élément 6 entoure l'arbre d'entraînement 2 en tant que pièce symétrique de rotation et possède une fente entre son alésage intérieur et l'arbre d'en- traînement 2 puisqu'il peut se déplacer axialement et radialement sur l'arbre d'entraînement, comme un pa- lier lisse. Cette fente représente donc la seule pos- sibilité de passage pour l'écoulement de la fuite en provenance de la chambre de travail, le long de l'ar- bre en direction du palier à roulement 3 quand l'autre partie de l'élément, un épaulement 9 avec une surface frontale dirigée axialement, qui s'étend radialement par rapport à l'arbre d'entraînement 3, s'appuie axia- lement sur la face opposée à la chambre de travail, sur un épaulement de boîtier 7, dirigé radialement par rapport à l'arbre d'entraînement 2, et de cette maniè- re le courant de fuite provenant de la chambre de tra- vail 5 voit son chemin barré; mais ici aussi peut avoir lieu une fuite en provenance de la chambre de travail 5. Après l'élément 6, le courant de fuite par- vient dans une chambre de décharge 8. Cette chambre de décharge 8 est limitée par la face de l'élément 6, opposée à la pompe de refoule- ment 4, par l'arbre d'entraînement 2, un joint d'arbre 11, le boîtier 1 et une conduite de décharge 12. Le joint d'arbre 11 présente comme caractéristique prin- cipale une lèvre d'étanchéité précontrainte en forme de fourreau qui appuie sur l'arbre d'entraînement et :ui protège le roulement 3 disposé en arrière du cou- -ant de fuite. La conduite de décharge 12 part de la chambre de décharge 8 et aboutit à la face aspirante 13 de la pompe de refoulement, ce qui garantit l'en- traînement du courant de fuite, car, grâce à la dé- pression créée sur la surface aspirante 13, l'écoule- ment simple est remplacé par une aspiration. Ainsi la chambre de décharge 8 et simultanément la lèvre d'é- tanchéité du joint d'arbre 11 sont sûres, découplées et déchargées pour l'essentiel de la pression interne de la chambre de travail 5, ce qui augmente la durée de bon fonctionnement du joint d'arbre. Le deuxième mode de réalisation représenté à la figure 2 présente, vis-à-vis de la représentation de principe de l'élé-. ment 6 selon la figure i une réalisation plus en dé- tail et une autre solution en ce qui concerne le bar- rage du courant de fuite le long de l'épaulement 9 de élément 6 et de l'épaulement de boîtier 7. En outre, l'épaulement de boîtier 7 sur la face dirigée vers l'épaulement 9 présente une rainure circulaire 15, dans laquelle est logée un joint élas- tique 16. En liaison avec un élément élastique 14, exécuté ici sous forme de ressort à lame, appuyé con- tre la pompe de refoulement 4 et appuyé axialement sur l'élément 6, l'épaulement 9 est comprimé sur le joint 16 et par contre-réaction élastique sur la rainure circulaire 15 est bien appliqué sur l'épaulement'de boîtier 7, de sorte que le passage est barré de ce côté pour le courant de fuite vers la chambre de dé- charge 8. En outre, l'épaulement 9 présente sur sa pé- riphérie une ou plusieurs rainures 17 dans lesquelles s'encastrent un nombre correspondant des tiges 18; ce qui permet d'empêcher que l'élément 6 ne soit entraîné en rotation par l'arbre d'entraînement 2 et cela mé- nage le joint 16. La fuite de la chambre de travail 5, vers la chambre de décharge 8, n'a lieu ici aussi que par la fente comprise entre l'alésage intérieur de l'élément 6 et l'arbre d'entraînement 2. En alternati- ve, la rainure circulaire 15 peut aussi être ménagée dans la surface frontale de l'épaulement 9. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, la rai- nure circulaire 15 et le joint 16 ne sont pas présents aux positions décrites à la figure 2, de plus une rai- nure circulaire 19 et un joint élastique 20 qui y est logé dans la zone de l'alésage intérieur de l'élément 6, est ménagée dans l'arbre d'entraînement 2, de telle manière que la fente entre l'élément 6 et l'arbre d'entraînement 2 est fermée par le joint élastique 20 et l'écoulement de fuite le long de l'arbre d'entraî- nement est interrompu. En variante, le joint 20 peut être logé dans la surface de couverture de l'alésage intérieur de l'élément 6. Dans la zone de la surface opposée à l'arbre d'entraînement 2 de l'élément 6, ce- lui-ci présente une rainure longitudinale 21, dans la- quelle s'engage une tige 22 ancrée dans l'arbre d'en- traînement 2, ainsi l'élément 6 ne peut pas tourner par rapport à l'arbre d'entraînement 2, et ainsi le joint 20 est protégé de l'usure. L'élément élastique 14, agissant de manière analogue à celle décrite à la figure 2 est ici réalisé sous forme d'un ressort cylindrique. En outre, comme dans le mode de réalisation selon la figure i et la figure 2, la pression de la chambre de travail 5 agit comme force d'étanchéité sur l'élément 6. La figure 4 représente un élément 106 qui est disposé comme l'élé- ment 6, sur l'arbre d'entraînement 2 sous forme d'un palier lisse, il se distingue cependant de l'élément 6 en ce qu'il ne présente pas d'épaulement. Ainsi, la sécurité empêchant la rotation de l'élément 106 par rapport à l'arbre d'entraînement 2,- qui est réalisée de la même façon que celle décrite à la figure 3 pour l'élément 6 et l'arbre d'entraînement 2, a en plus la fonction supplémentaire d'une sécurité de- déplacement, en ce que la tige 22 vient en contact dans la rainure 21 avec la face latérale tournée vers la chambre de pression 5, la force axiale de déplacement sur l'élé- ment 106 étant provoquée par la pression interne ré- gnant dans la chambre de travail 5. La fonction d'étanchéité est réalisée dans l'élément 106 par une rainure annulaire 23, qui se trouve sur la surface d'enveloppe opposée à. l'arbre d'entraînement 2 et par l'anneau 24 qui y est logé de manière élastique, qui d'une part, s'appuie sur une butée 25 s'étendant du côté du boîtier de manière con- centrique à l'arbre d'entraînement, et est appuyé d'autre part par la pression interne régnant dans la chambre de travail 5 sur la face latérale de la rainu- re annulaire 23 qui est opposée à la chambre de tra- vail 5. En variante, l'anneau 24 peut être disposé aussi dans la surface d'enveloppe de l'alésage inté- rieur de l'élément 6. REVENDICATIONS 1l) Pompe à injection de carburant pour mo- teurs à combustion interne comprenant un boîtier (1), avec un arbre d'entraînement (2) logé dans le boîtier (1), une pompe de refoulement (4) disposée dans le boîtier (1) et entraînée par l'arbre d'entraînement (2), qui refoule dans une chambre de travail (5) jux- taposée à la pompe de refoulement (4), reliée à une chambre de décharge (8) par l'intermédiaire d'une fen- te délimitée par un élément (6) entourant l'arbre d'entraînement, qui est déchargée par l'intermédiaire d'une conduite de décharge (12), et qui est protégée d'une sortie de l'arbre d'entraînement (2) hors du boîtier (1) par un joint d'arbre (11) en forme de fourreau présentant une lèvre d'étanchéité précon- trainte venant en contact de l'arbre d'entraînement, caractérisée en ce que l'élément (6) présente un alé- sage intérieur, avec lequel celui-ci est logé sous forme de palier lisse sur- l'arbre d'entrainement (2) et peut se déplacer aussi bien axialement que radiale- ment pour entrer en contact avec les pièces de boîtier environnantes et en ce que la conduite de décharge (12) est reliée à la face aspirant (13) de la pompe de refoulement (4). 2 ) Pompe à injection de carburant selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fente entre l'alésage intérieur de l'élément (6) et l'arbre d'en- traînement (2) et/ou entre une surface frontale de l'élément (6) et une surface d'appui de cette surface frontale d'un épaulement de boîtier (7) se présentant dans le sens de l'axe de l'arbre d'entraînement (2). 3') Pompe à injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément (6) est placé sous la charge d'un élément élastique (14) en direction axiale. 4') Pompe à injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'entre la surfa- ce d'appui et la surface frontale est disposé un joint (16). 5') Pompe à injection de carburant selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément (6) présente une ou plusieurs rainures (17), qui s'emboî- tent sur des tiges (18) correspondantes ancrées dans le boîtier (1) pour empêcher l'élément (6) de tourner. 6) Pompe à injection de carburant selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'entre l'arbre d'entraînement (2) dans la zone de l'élément (6) et de l'alésage intérieur de l'élément (6) est disposé un joint (20). 7 ) Pompe à injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 2 et 6, caractéri- sée en ce que l'élément (106) présente dans sa surface d'enveloppe externe une rainure circulaire (23), dont la surface frontale forme un arrêt latéral, et dans laquelle est placé un anneau (24) ayant un effet élas- tique vers l'extérieur, et dont une face axiale cons- titue la face d'appui vis-à-vis de la surface frontale de la rainure circulaire (23) et dont la surface péri- phérique est en contact étanche avec une butée (25) du boîtier (2). 8') Pompe à injection de carburant selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractéri- sée en ce que l'élément (6, 106 est solidaire de l'ar- bre d'entraînement (2). 9') Pompe à injection de carburant selon l'une quelconque des revendications précédentes, ca- ractérisée en ce que l'arbre d'entraînement (2) est guidé dans un roulement (3) qui fait suite au point d'arbre (11) dans le boîtier (1).