Brevet FR2763379A1 — publié le 19981120

B256.DOC 2763379 La présente invention concerne un agencement pour la fixation d'un injecteur de carburant sur la culasse d'un moteur de véhicule automobile, et plus particulièrement la bride de maintien de l'injecteur. Les moteurs des véhicules automobiles utilisent de plus en plus d'injecteurs à la place de carburateurs. L'injecteur propulse le carburant soit directement dans le cylindre, soit dans une chambre d'admission o se fait le mélange air/carburant. Pour amener le carburant du réservoir vers le 0io cylindre ou sa conduite d'admission, I'injecteur traverse une partie de la culasse. Le logement de la culasse dans lequel est reçu l'injecteur est sensiblement perpendiculaire à la face interne de la culasse. Le logement de la culasse prévu pour recevoir l'injecteur est un logement étagé, qui est relativement i5 étroit pour un guidage précis du corps et plus particulièrement du nez de l'injecteur. Cet agencement présente un certain nombre de problèmes. Le problème principal est un problème d'étanchéité entre la cavité d'admission, constituée soit par le cylindre lui- même, soit par sa conduite d'admission, et le logement de la culasse prévu pour recevoir le corps et le nez de l'injecteur. Pour éviter toute fuite de carburant dans le logement de l'injecteur, I'extrémité inférieure du corps de l'injecteur repose sur un joint d'étanchéité. L'étanchéité est alors assurée par le serrage axial de l'injecteur vers la culasse et sur le joint. Cependant, ce dispositif nécessite un effort parfaitement axial de serrage de l'extrémité inférieure du corps de l'injecteur sur le joint d'étanchéité. En effet, I'un des problèmes réside dans le fait que le logement de la culasse qui accueille le corps de l'injecteur est relativement étroit. En particulier, la portion de la culasse qui ne laisse dépasser uniquement que le nez de l'injecteur est B256DOC relativement longue et étroite par rapport au diamètre du nez de l'injecteur. De ce fait, tout effort non axial appliqué sur le haut du corps de l'injecteur risque d'endommager la partie du corps se trouvant dans le logement de la culasse, et en particulier le nez de l'injecteur. De plus, tout effort non axial sur le haut du corps de l'injecteur aura tendance à comprimer une partie du joint tout en surélevant la partie diamétralement opposée qui ne peut 0o par conséquent plus assurer convenablement son rôle d'étanchéité. Pour remédier à ces différents problèmes, il est souhaitable d'appliquer au corps de l'injecteur des efforts qui soient uniquement axiaux. 1 5 Dans ce but, il a déjà été proposé, notamment dans le brevet GB-A2.153.908 d'utiliser une bride de fixation d'un injecteur consistant principalement en un levier dont la partie centrale comporte un trou qui est traversé par la partie haute du corps de l'injecteur, dont l'une des extrémités est en appui sur une partie de la surface externe de la culasse, et dont l'autre extrémité comprend un perçage fileté dans lequel est placée une tige filetée, solidaire de la culasse, qui reçoit un écrou de serrage. La partie centrale du levier comporte une bosse, en forme générale de portion de cylindre, qui prend appui axialement sur une face plane du haut du corps de l'injecteur. L'ensemble de ce dispositif forme ainsi un levier dont l'axe est réalisé par l'extrémité libre du palier en appui sur la culasse, et la force est appliquée par le vissage de l'écrou sur la tige filetée, ce qui a pour effet d'enfoncer la partie centrale comprenant la bosse. Le point d'application de la force se fait sur le haut du corps de l'injecteur par la partie centrale du palier et plus B256.DOC 27337 particulièrement par la bosse mentionnée. Du fait de la forme cylindrique de la bosse, les efforts sur le corps de l'injecteur sont verticaux. Cependant ils ne sont pas strictement axiaux, la bosse qui se trouve au centre du palier étant située sur un cercle dont le centre est l'extrémité libre du palier en appui sur la surface de la culasse. La bosse est donc susceptible d'être décalée et de ne plus exercer les efforts sur l'axe même du corps de l'injecteur. Selon un autre système connu, une bride de fixation o prend appui sur un anneau élastique immobilisé dans une gorge radiale d'une partie centrale du corps de l'injecteur et elle est fixée axialement par deux vis serrées dans les trous taraudés de la culasse. Cependant, la mise en place de cette bride de fixation de l'injecteur pose un problème. En effet, les vis sont serrées l'une après l'autre dans la culasse, ce qui a pour effet de déséquilibrer la bride de fixation, et d'entraîner le corps de l'injecteur en flexion, ce qui risque de le tordre ou de l'endommager. De plus, le fait de serrer une vis avant les autres implique le risque de voir l'anneau élastique être expulsé hors de la gorge radiale si les efforts ne sont pas strictement axiaux et si, par conséquent, I'appui de la bride de fixation n'est pas réparti de façon régulière. Pour remédier à tous ces inconvénients, la présente invention propose un nouvel agencement pour la fixation d'un injecteur qui permet d'avoir une répartition axiale des efforts, en particulier lors du montage des vis de fixation sur la bride de maintien du corps de l'injecteur. A cet effet, il est proposé d'utiliser un agencement pour la fixation d'un injecteur de carburant sur une culasse d'un moteur, du type dans lequel l'injecteur comporte un corps dont B256.DOC une partie traverse axialement un logement cylindrique de la culasse pour permettre à un nez de projection de carburant, qui prolonge une extrémité axiale inférieure du corps de l'injecteur, de déboucher dans une cavité d'admission de carburant délimitée par une face interne de la culasse, du type dans lequel l'injecteur est serré axialement sur la culasse par une bride de fixation qui prend appui sur un élément de liaison solidaire du corps de l'injecteur, et qui est sollicitée axialement vers la culasse par des vis axiales vissées dans la culasse, un jeu axial étant aménagé entre la bride de fixation et une face externe de la culasse, et du type comprenant un joint d'étanchéité sur lequel prend appui axialement l'extrémité inférieure du corps de l'injecteur pour assurer l'étanchéité entre le logement du corps de l'injecteur et la cavité d'admission de carburant délimitée par la face interne de la culasse, caractérisé en ce que la forme des surfaces complémentaires de contact entre la bride de fixation et l'élément de liaison est sphérique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la sphère définissant les surfaces de contact entre la bride de fixation et l'élément de liaison a son centre situé sur l'axe de l'injecteur afin d'avoir une répartition axiale du serrage; - I'élément de liaison entre la bride de fixation et I'injecteur est une pièce rapportée, fixée sur le corps de l'injecteur; I'élément de liaison prend appui axialement, dans le sens du serrage, contre un anneau élastique d'arrêt immobilisé dans une gorge radiale du corps de l'injecteur - I'élément de liaison entre la bride de fixation et le corps de l'injecteur est de forme générale tubulaire, traversé par le corps de l'injecteur, comporte une surface supérieure B256.DOC 2763379 sphérique, et possède dans sa face inférieure une gorge pour prendre appui sur l'anneau élastique d'arrêt; - l'élément de liaison situé entre la bride de fixation et le corps de l'injecteur est réalisé venu de matière avec le corps de l'injecteur; - I'une des vis de maintien de la bride de fixation est une vis épaulée qui comporte une tête, en appui axial sur la bride à partir de laquelle s'étend un premier tronçon axial du corps de la vis, prolongé par un tronçon fileté d'extrémité de io diamètre inférieur, les deux tronçons étant délimités par une surface inférieure annulaire d'épaulement qui vient au contact de la face externe de la culasse, et la longueur du premier tronçon détermine le jeu axial entre la culasse et la bride de fixation; - l'élément de liaison est situé axialement sensiblement au milieu du corps de l'injecteur, et le corps de l'injecteur s'étend à travers un trou de la bride de fixation de forme générale conique, afin de ménager un jeu radial entre la bride de fixation et le corps de l'injecteur lors du serrage de la bride. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente une vue, partiellement en coupe axiale selon un état de la technique; - la figure 2 est une vue similaire à celle de la figure 1 qui illustre un agencement conforme à l'invention en cours de montage et avant le serrage; - la figure 3 est une vue similaire à celle de la figure 2, après le montage des différentes pièces et le serrage des vis. Dans la description, des éléments identiques seront désignés par les même chiffres de référence. B256.DOC 2763379 On a représenté aux figures 1 à 3 un injecteur 10 comprenant un corps cylindrique 12 dont une partie inférieure 14 est engagée dans un logement étagé 16 d'une culasse 18. La face annulaire d'extrémité inférieure 20 de l'extrémité 14 du corps 12 de l'injecteur 10 repose sur un joint annulaire d'étanchéité 22, lui- même reposant axialement sur un épaulement inférieur 17 du logement 16 de la culasse 18. La partie inférieure 14 du corps 12 de l'injecteur 10 est prolongée à son extrémité inférieure par un nez d'injecteur 24, ou buse d'injection, qui sert à injecter le carburant dans le cylindre ou dans son conduit d'admission. Le logement étagé 16 de la culasse 18 traverse celle-ci et débouche vers le bas dans une cavité d'admission 26 délimitée notamment par une portion 28 de la face interne de la culasse 18. Ainsi, le nez 24 de l'injecteur 10 peut injecter le carburant dans la cavité d'admission. Comme on peut le voir en particulier sur la figure 1, et selon une conception connue, le corps 12 de l'injecteur 10 comprend sensiblement en sa partie centrale une gorge radiale 30 dans laquelle est fixé un anneau élastique 32. Sur cet anneau 32 prend appui axialement une bride 34 de fixation de l'injecteur 10 sur la culasse 18. Cette bride 34 maintient le corps 12 de l'injecteur 10 pour le serrer axialement en appui étanche contre le joint d'étanchéité 22. La bride 34 de fixation est traversée dans ses parties latérales par des trous 36 d'orientation axiale qui sont traversés par des vis 38 de maintien de la bride de fixation 34. La position verticale de la gorge radiale 30 par rapport à une portion 40 de la face externe 40 de la culasse 18 détermine un jeu axial nécessaire pour le serrage, entre la bride de fixation 34 et la culasse 18. B256.DOC 2763379 Conformément à l'invention, et comme on peut le voir plus particulièrement sur les figures 2 et 3, une bride de fixation 42 comporte une face inférieure 44 de forme sphérique concave. Cette face inférieure sphérique est complémentaire de la face supérieure sphérique convexe 48 d'un élément de liaison 46, de forme générale tubulaire. Les surfaces sphériques 44 et 48 qui viennent en appui l'une sur l'autre ont un centre qui, comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 3, est situé sur l'axe X-X de io l'injecteur 10. Avantageusement, la sphère qui définit les surfaces 44 et 48, a un diamètre d'environ soixante millimètres. C'est ici l'élément de liaison 46 qui prend appui sur l'anneau élastique 32 logé dans la gorge radiale 30. La bride de fixation 42 à surface sphérique est, de même que précédemment, traversée en son centre par le corps 12 de l'injecteur 10. Cependant, la paroi interne 50 du trou central de la bride de fixation sphérique 42 est en forme semblable d'un tronc de cône renversé. De même que précédemment, les parties latérales de la bride de fixation sphérique 42 sont traversées axialement par les trous qui accueillent les vis de serrage. Conformément à l'invention, l'une des vis de serrage est modifiée. Il s'agit d'une vis épaulée 52 comportant une tête 54 en appui axial sur la face supérieure plane 45 de la bride de fixation sphérique 42. Cette tête 54 est prolongée par un premier tronçon axial lisse 56, lui-même prolongé par un tronçon fileté 58 de diamètre inférieur. Le second tronçon fileté 58 est prévu pour être vissé un trou taraudé de la culasse 18. La différence de diamètre entre les deux tronçons 56 et 58 de la vis 52 définit une surface annulaire d'épaulement 60 qui prend appui sur la face externe 40 de la culasse 18. B256.DOC 2763379 B256.DéC 2 7 6 3 3 7 9 Le serrage est complété par au moins une seconde vis 62, qui est une vis classique non épaulée. La vis épaulée 52 peut, bien entendu, être remplacée par une vis classique, semblable à la seconde vis 62, à laquelle on adjoint un élément complémentaire formant entretoise et faisant office d'épaulement. Cet élément supplé- mentaire est alors tubulaire, il est traversé axialement sur toute sa longueur par la partie filetée de la vis, sur laquelle il est serré, et il est en appui axial sur la partie inférieure de la tête de la vis 62. Ainsi, l'élément supplémentaire est serré entre la tête de la vis 62, et la face externe 40 de la culasse 18. Cet élément peut être réalisé à partir d'un matériau quelconque, suffisamment rigide pour résister à la force qui lui est appliquée. Avantageusement, et pour des raisons de coûts plus faibles, il peut être réalisé en matériau plastique, notamment en polyamide. Pour le montage de l'ensemble et conformément à l'invention, on met axialement en place, par l'extrémité inférieure libre 20 du corps 12 de l'injecteur 10, d'abord la bride de fixation sphérique 42, puis la pièce de liaison 46 dont la face supérieure 48 est de forme sphérique, puis l'anneau élastique 32 dans la gorge 30 du corps 12 de l'injecteur 10. On met alors en place la vis épaulée 52 avant les autres vis. On met ensuite le tout en place sur la culasse avec interposition du joint d'étanchéité 22. Le fait d'avoir entre la pièce de liaison 46 et la bride de fixation 42 des surfaces de contact 44 et 48, qui sont de forme sphérique et qui coopèrent l'une avec l'autre, permet d'avoir une répartition axiale des efforts de serrage appliqués sur le corps 12 de l'injecteur 10 par l'intermédiaire de la pièce de liaison 46, et ceci quelle que soit l'inclinaison de la bride de B256.DOC 2763379 fixation sphérique 42, par rapport à l'axe X-X de l'injecteur. La vis épaulée 52 est mise en place en premier, et lors du vissage de l'autre vis 62, les efforts sur le corps 12 de l'injecteur 10 restent axiaux, sans risque de déformation de l'injecteur 10 ou d'autres problèmes. Ce mode de mise en place est facilité par le trou central de la bride de fixation sphérique 42, dont la paroi 50 a une forme générale de tronc de cône inversé qui permet de garder une certaine inclinaison de la bride de fixation sphérique 42 io par rapport au corps 12 de l'injecteur 10, sans risquer d'abîmer ce dernier. Lors du montage, la longueur du premier tronçon lisse 56 de la vis épaulée 52, en accord avec la position verticale de l'anneau élastique 32, délimite le jeu nécessaire au serrage entre la face supérieure 40 de la culasse 18 et la bride de fixation sphérique 52. L'ensemble du serrage axial permet une répartition du serrage égale sur toute la circonférence du joint d'étanchéité 22, ce qui empêche ainsi toute impureté de rentrer dans le logement 16 de la culasse 18. Ce serrage permet de plus de supprimer le risque de voir l'anneau élastique 32 être expulsé hors de la gorge radiale 30, et d'éviter tout fléchissement du corps 12 de l'injecteur 10 provoqué par des efforts autres qu'axiaux. A titre de variante, I'anneau élastique 32 immobilisé dans la gorge radiale 30 du corps 12 de l'injecteur et l'élément de liaison 46 peuvent être remplacés par un autre élément de liaison venu de matière avec le corps de l'injecteur et dont une partie de la face supérieure aurait une forme sphérique. B256.DOC 2763379 REVENDICATIONS 1. Agencement pour la fixation d'un injecteur (10) de carburant sur une culasse (18) d'un moteur, du type dans lequel l'injecteur comporte un corps (12) dont une partie traverse axialement un logement cylindrique (16) de la culasse (18) pour permettre à un nez (24) de projection de carburant, qui prolonge une extrémité axiale inférieure (20) du corps (12) de l'injecteur (10), de déboucher dans une cavité d'admission io (26) de carburant délimitée par une face interne (28) de la culasse (18), du type dans lequel l'injecteur (10) est serré axialement sur la culasse (18) par une bride de fixation (42) qui prend appui sur un élément de liaison (46) solidaire du corps (12) de l'injecteur (10), et qui est sollicitée axialement vers la culasse (18) par des vis axiales vissées dans la culasse (18), un jeu axial étant aménagé entre la bride de fixation (42) et une face externe (40) de la culasse (18), et du type comprenant un joint d'étanchéité (22) sur lequel prend appui axialement l'extrémité inférieure (20) du corps (12) de I'injecteur (10) pour assurer l'étanchéité entre le logement (16) du corps (12) de l'injecteur (10) et la cavité d'admission (26) de carburant délimitée par la face interne (28) de la culasse (18), caractérisé en ce que la forme des surfaces complémentaires de contact (44, 48) entre la bride de fixation (42) et l'élément de liaison (46) est sphérique. 2. Agencement pour la fixation d'un injecteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sphère définissant les surfaces de contact (44, 48) entre la bride de fixation (42) et l'élément de liaison (46) a son centre situé sur l'axe de l'injecteur (10) afin d'avoir une répartition axiale du serrage. B256.DOC 2763379 Il 3. Agencement pour la fixation d'un injecteur (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément de liaison (46) entre la bride de fixation (42) et l'injecteur (10) est une pièce rapportée, fixée sur le corps (12) de l'injecteur (10). 4. Agencement pour la fixation d'un injecteur (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de liaison (46) prend appui axialement, dans le sens du serrage, contre un anneau élastique d'arrêt (32) immobilisé dans une gorge radiale (30) du corps (12) de l'injecteur (10). 5. Agencement pour la fixation d'un injecteur (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'élément de liaison (46) entre la bride de fixation et le corps (12) de l'injecteur (10) est de forme générale tubulaire, traversé par le corps (12) de l'injecteur (10), comporte une surface supérieure (48) 1s sphérique, et possède dans sa face inférieure une gorge pour prendre appui sur l'anneau élastique d'arrêt (32). 6. Agencement pour la fixation d'un injecteur (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de liaison (46) situé entre la bride de fixation (42) et le corps (12) de I'injecteur (10) est réalisé venu de matière avec le corps (12) de l'injecteur (10). 7. Agencement pour la fixation d'un injecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'une des vis (52) de maintien de la bride de fixation (42) est une vis épaulée qui comporte une tête (54), en appui axial sur la bride (42) à partir de laquelle s'étend un premier tronçon axial (56) du corps de la vis, prolongé par un tronçon fileté (58) d'extrémité de diamètre inférieur, les deux tronçons étant délimités par une surface inférieure annulaire (60) d'épaulement qui vient au contact de la face externe (40) de la culasse (18), et en ce que la longueur du premier tronçon B256.DQC 2 7 63379 détermine le jeu axial entre la culasse (18) et la bride de fixation (42). 8. Agencement pour la fixation d'un injecteur (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément de liaison (46) est situé axialement sensiblement au milieu du corps (12) de l'injecteur, et en ce que le corps (12) de l'injecteur (10) s'étend à travers un trou (50) de la bride de fixation de forme générale conique, afin de ménager un jeu radial entre la bride de fixation (42) et le corps io (12) de l'injecteur (10) lors du serrage de la bride (42).