Brevet FR2761622A1 — publié le 19981009

Etat de la technique L'invention concerne un procédé de fabrication d'un disque divisé axialement au moyen d'une coupe de ci- saillement, dans lequel les surfaces de la coupe de cisaille- ment sont décalées à partir du plan général de coupe d'un déport de fente qui correspond à la largeur de la coupe de cisaillement. Un disque divisé de ce type, connu par exemple par le document DE-OS 43 40 883 est utilisé dans ce document comme disque de butée de fin de course d'un injecteur de car- burant pour des moteurs à combustion interne. Dans ce cas cet injecteur de carburant présente un organe d'obturation en forme de piston, ouvrant vers l'extérieur qui présente sur sa tige d'organe d'obturation un appendice annulaire formé sur une réduction de la section transversale ainsi qu'un collet annulaire disposé sur la réduction de la section transver- sale, ces surfaces de butée, tournées l'une vers l'autre, formant sur l'organe d'obturation respectivement une butée de fin de course qui limite la course de l'organe d'obturation dans le sens de l'ouverture et dans le sens de la fermeture. Dans ce cas il est prévu entre les surfaces de butée sur le collet de butée et sur l'appendice annulaire un disque de bu- tée de fin de course qui forme par ses faces frontales axia- les respectivement les contrebutées fixes pour les surfaces de butée de fin de course qui sont sur l'organe d'obturation. Pour permettre le montage de ce disque de butée de fin de course, celuici est constitué en deux parties. Dans ce cas ce disque en deux parties est partagé au moyen d'une coupe de cisaillement en deux demi-disques, la largeur de la coupe de- vant être compensée lors du processus de partage pour avoir l'assurance de conserver les dimensions. Pour cela on décale l'outil de coupe d'un montant différentiel connu (déport de fente) à partir du plan de coupe global. Lors d'une autre sé- quence de travail on rassemble alors les moitiés du disque, qui ont les dimensions prescrites, en les appairant pour for- mer un disque de butée de fin de course, en obtenant une sec- tion transversale circulaire qui a les dimensions prescrites. Dans ce cas le procédé connu de fabrication ser- vant à fabriquer un disque divisé présente toutefois l'incon- vénient qu'on ne peut fabriquer, à partir de deux pièces détachées, qu'un seul disque complet de butée de fin de course. Ceci a pour conséquence que l'on perd la seconde moi- tié du disque de telle sorte que le procédé connu de fabrica- tion est très coûteux en matière et entraîne en outre des coups de fabrication doublés. Avantages de l'invention Le procédé selon l'invention de fabrication d'un disque divisé caractérisé en ce que la position de l'outil de cisaillement du procédé de coupe est déplacé au moins une fois à partir d'un premier côté par rapport au plan général de coupe vers un deuxième côté par rapport au plan général de coupe de telle sorte que les surfaces de la coupe de ci- saillement des parties du disque obtenues, viennent en con- tact au moins en partie dans le plan général de coupe, en faisant tourner les parties du disque l'une par rapport à l'autre à 180 autour d'un axe radial du disque. Le procédé selon l'invention de fabrication d'un disque divisé a ainsi l'avantage que l'on peut réduire de moitié la consommation de matière par rapport aux procédés de fabrication connus, de telle sorte que les coûts de fabrica- tion peuvent être divisés par deux. On parvient à ceci d'une manière avantageuse grâce au fait que la coupe de cisaille- ment est entreprise sur le disque en forme de gradin, un dé- port de fente, qui correspond à la largeur de la fente de cisaillement, étant prévu à partir du plan de coupe global sur les surfaces de coupe en gradins. Ce déport de fente sur les surfaces de coupe en gradin constituées respectivement de façon décalée les unes par rapport aux autres est dans ce cas déplacé à partir du plan de coupe global de façon opposée, ce déport de coupe correspondant en partant de l'axe central exactement à la largeur de la coupe par exemple à la mesure totale de l'électrode et de la perte de matière qui se pro- duit lors de la séparation par électroérosion. Dans ce cas la position de l'outil de cisaillement pendant le processus de coupe est décalée du moins une fois d'un premier côté par rapport au plan général de coupe vers un deuxième côté par rapport au plan général de coupe, de telle sorte que les sur- faces de la coupe de cisaillement des parties du disque obte- nues, viennent en contact au moins en partie dans le plan de coupe général, après qu'on ait fait tourner les parties à l'une par rapport à l'autre et qu'on les ait jointes le long de leurs surfaces de cisaillement. Lors du montage ulté- rieur du disque divisé on fait tourner pour cela l'une des moitiés de disque de 180 autour d'un axe radial du disque, de telle sorte que le déport dû à la fente puisse être entiè- rement compensé et que l'on puisse avoir conformément à la prescription une section transversale circulaire en deux par- ties qui conserve les dimensions. Dans ce cas la coupe de ci- saillement sur le disque doit présenter au moins deux rainures en gradins allant d'une section radiale extérieure à une section radiale intérieure du disque. L'utilisation du procédé selon l'invention pour fabriquer un disque divisé servant à la fabrication du disque de butée de fin de course d'un injecteur de carburant est dans ce cas particulièrement avantageuse, car la conservation des dimensions du disque de butée de fin de course a une grande importance en ce qui con- cerne le guidage de l'organe d'obturation. Pour cela le dis- que divisé présente un alésage axial de passage, dans lequel l'organe d'obturation en forme de piston de l'injecteur de carburant passe en glissant. La coupe de cisaillement sur ce disque de butée de fin de course présente de préférence qua- tre surfaces de coupe en gradins le long du plan de coupe gé- néral, une première surface de coupe, qui s'étend radialement vers l'intérieur à partir de la surface enveloppe, étant dé- calée de la largeur de la fente dans une première direction et une deuxième surface de coupe, qui débouche dans l'alésage de passage, étant décalée, en se raccordant à la première surface de coupe, dans une deuxième direction opposée à la première direction à partir du plan général de coupe. A l'alésage de passage se raccorde radialement vers l'extérieur le long du plan général de coupe une troisième autre surface de coupe, qui est à nouveau décalée dans la première direc- tion à partir du plan général de coupe, et à laquelle se rac- corde une quatrième surface de coupe, qui est décalée dans la deuxième direction à partir du plan général de coupe et qui débouche à nouveau sur la surface périphérique du disque. Dans ce cas le plan général de coupe intersecte d'une manière avantageuse l'axe du disque, en variante on peut réaliser toutefois aussi des coupes de cisaillement excentrées. La coupe de séparation peut dans ce cas être effectuée au moyen d'un usinage mécanique par enlèvement de copeaux, mais elle devrait toutefois pour avoir une précision assez élevée avoir lieu au moyen d'un procédé de cisaillement à électroérosion, par exemple par érosion à fil. Dans ce cas le procédé de fa- brication selon l'invention présente l'avantage qu'il n'est pas nécessaire d'effectuer un usinage après coup de la sur- face de cisaillement pour conserver les dimensions.15 L'invention va être décrite ci-après plus en dé- tail à partir d'un exemple de réalisation, représenté sur les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 montre une coupe longitudinale à travers un injecteur de carburant, - la figure 2 montre une représentation agrandie du disque divisé selon l'invention en position finale de mon- tage et - les figures 3 et 4 montrent des représentations du disque selon l'invention pendant le processus de fabrica- tion selon deux vues. Description de l'exemple de réalisation Sur la figure 1 on a représenté un injecteur de carburant pour des moteurs à combustion interne du type ou- vrant vers l'extérieur. Dans ce cas cet injecteur de carbu- rant présente un corps de soupape 1 de forme cylindrique, qui pénètre par son extrémité inférieure libre dans une chambre de combustion du moteur à combustion interne à alimenter et qui est serré par sa face frontale supérieure située à l'op- posé de la chambre de combustion de façon axiale contre un35 corps de maintien d'injecteur. Le corps de soupape 1 présente dans ce cas un alésage axial de guidage 7, dans lequel on fait passer axialement un organe d'obturation 9 en forme de piston. Cet organe d'obturation 9 présente à son extrémité, située du côté de la chambre de combustion, une tête de fer- meture 11, agrandie en section transversale, qui forme avec sa surface frontale annulaire, tournée vers le corps de sou- pape 1 une surface d'étanchéité, avec laquelle elle coopère pour commander une section transversale d'injection avec une surface de siège de soupape 15, formée sur la face frontale du corps de soupape 1, située du côté de la chambre de com- bustion. L'organe d'obturation 9 présente en outre un épaule- ment de pression 17, tourné en direction du siège de soupape 15, épaulement de pression 17 qui pénètre dans une chambre de pression 19, qui est formée par élargissement de la section transversale de l'alésage de guidage 7 et qui s'étend jusque dans la zone de la surface de siège de soupape 15. Dans ce cas la surface de venue en prise sur la tête de fermeture 11 est constituée dans le sens de l'ouverture de l'organe d'obturation 9 de façon plus grande que l'épaulement de pres- sion 17. L'organe d'obturation 9 présente à son extrémité, située à l'opposé de la chambre de combustion, qui fait saillie hors de l'alésage de guidage 7, une tige 21 d'organe d'obturation, rétrécie, qui pénètre dans une chambre de res- sort 23, formée dans le corps de maintien de l'injecteur 5. Dans cette chambre de ressort 23 est serré un ressort de sou- pape 25 du corps de soupape 1, qui prend appui de façon fixe sur la face frontale 27, qui est située à l'opposé de la chambre de combustion, et qui maintient ainsi l'organe d'obturation en appui sur le siège de soupape 15. Dans ce cas on serre entre le ressort de soupape 25 et la face frontale 27 du corps de soupape 1, éloignée de la chambre de combus- tion, un disque de butée de fin de course 31 et une bague d'écartement 33. En outre l'organe d'obturation 9 présente sur sa tige 21 dans la zone de la bague d'écartement 33 un collet de butée 35, qui est guidé en glissant dans l'alésage de la bague 33 et qui coopère par sa face frontale 37 infé- rieure tournée vers la chambre de combustion avec la face frontale supérieure 39 du disque de butée de fin de course, qui est maintenu par ailleurs au moyen du ressort de soupape en appui sur la face frontale 27, éloignée de la chambre de combustion, du corps de soupape 1. Pour avoir une alimen- tation du carburant à haute pression dans la chambre de pres- sion 19 on prévoit en outre un canal axial sous pression dans le corps de soupape 1 et dans le corps de maintien de l'in- jecteur 5 qui débouche en partant d'une conduite externe d'injection de carburant dans la chambre de pression 19. Dans ce cas l'injection du carburant a lieu sur l'injecteur de carburant d'une manière connue par l'alimentation de carbu- rant se trouvant sous haute pression dans la chambre de pres- sion 19 jusqu'à la tête de fermeture 11 o le carburant sous haute pression qui agit dans le sens de l'ouverture soulève l'organe d'obturation 9 à l'encontre de la force de rappel du ressort de soupape 25 de son siège de soupape 15 et libère ainsi la section transversale d'injection de carburant. Dans ce cas le disque de butée de fin de course 31 limite, en coo- pérant avec le collet de butée 35 sur l'organe d'obturation 9, le mouvement maximal de l'ouverture, de telle sorte que ce disque de butée de fin de course 31 revêt une grande impor- tance. Pour permettre le montage du disque de butée de fin de course 31 entre le collet de butée 35 et un appendice annulaire formé sur un rétrécissement de la section transver- sale de l'organe d'obturation 9, on constitue le disque de butée de fin de course 31 de façon divisée. Pour cela le disque de butée de fin de course 31 selon l'invention présente d'une manière avantageuse la forme en section transversale représentée à la figure 2, le procédé servant à fabriquer le disque de butée de fin de course dsi- visé 31 étant alors expliqué à partir des figures 3 et 4. Dans ce cas le disque de butée de fin de course 31 est d'abord usiné à sa cote extérieure. Lors d'une autre séquence de travail on pratique un alésage de passage central 41, qui correspond au diamètre de l'organe d'obturation 9, dans le disque de butée de fin de course 31. Lors d'une autre séquence d'usinage on entreprend alors en forme de gradin la coupe de cisaillement, le long d'un plan de coupe général, un déport de fente "S", correspondant à la largeur de la coupe de cisaillement étant prévu à partir du plan général de coupe 43 sur les surfaces de coupe en gradins. La surface de coupe est dans ce cas, dans l'exemple de réalisation, subdivisée en quatre surface de coupe en gradins, le long du plan général de coupe 43, une première surface de coupe 45, qui s'étend radialement vers l'intérieur à partir de la surface périphé- rique, étant décalée dans une première direction 47 à partir du plan de coupe général 43 et une deuxième surface de coupe 49, qui se raccorde à la première surface de coupe 45, et qui débouche dans l'alésage de passage 41, étant décalée dans une deuxième direction 51, opposée à la première direction 47, à partir du plan général de coupe 43. A l'extrémité opposée de l'alésage de passage 41 se raccorde une troisième surface de coupe 53, qui est à nouveau décalée dans la première direc- tion 47 à partir du plan général de coupe 43 et qui se rac- corde à une quatrième surface de coupe 55, orientée radialement vers l'extérieur, qui est décalée dans la deuxième direction 51 à partir du plan général de coupe 43 et qui débouche sur la paroi périphérique du disque de butée de fin de course 31. Dans ce cas les différentes surfaces de coupe 45, 49, 53, 55 sont décalées de manière avantageuse en forme de gradins. Les coupes de cisaillement en forme de gra- dins, sont réalisées dans ce cas de préférence au moyen d'un procédé de cisaillement par électroérosion, par exemple par érosion à fil, d'une manière telle que le déport de la fente "S", en partant de l'axe central, corresponde exactement à la largeur de la coupe de cisaillement (somme globale de la lar- geur de l'électrode et de la matière consumée). Dans une au- tre séquence de travail on fait alors tourner l'une des moitiés de disque de 180 autour d'un axe radial du disque de butée de fin de course 31 et on le réunit à nouveau aux sur- faces de coupe, de telle sorte que le déport de la coupe peut être alors complètement compensé dans les zones 57 et qu'on obtient une section transversale circulaire en deux parties ayant conservé ses dimensions, selon la figure 2. On peut alors utiliser ce disque de butée de fin de course 31, recom- posé de cette manière qui entoure radialement l'organe d'obturation 9 dans l'alésage de la chambre de ressort, en ayant l'assurance d'avoir sur la paroi de la chambre de res- sort 23 et sur l'alésage de passage 41 un guidage sûr. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de fabrication d'un disque divisé axialement (31) au moyen d'une coupe de cisaillement, dans lequel les surfa- ces de la coupe de cisaillement sont décalées à partir du plan général de coupe d'un déport de fente qui correspond à la largeur de la coupe de cisaillement, caractérisé en ce que la position de l'outil de cisaillement du procédé de coupe est déplacé au moins une fois à partir d'un premier côté par rapport au plan général de coupe (43) vers un deuxième côté par rapport au plan général de coupe (43), de telle sorte que les surfaces de la coupe de cisaillement des parties du dis- que obtenues, viennent en contact au moins en partie dans le plan général de coupe (43), en faisant tourner les parties du disque l'une par rapport à l'autre à 180 autour d'un axe ra- dial du disque (31) 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que par le passage décalé de façon alternée de l'outil de ci- saillement le long du plan général de coupe (43) on usine au moins deux déports en gradins sur le plan général de coupe (43), un premier gradin étant prévu dans la zone radialement extérieure et un deuxième gradin étant prévu dans la zone ra- dialement intérieure du disque. 3 ) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on pratique un alésage axial de passage (41) dans le disque (31). 4 ) Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on usine quatre surfaces de coupe en gradins le long du plan général de coupe (43), une première surface de coupe (45), qui s'étend radialement vers l'intérieur à partir de la surface périphérique du disque (31) étant décalée de la lar- geur de la fente (S) dans une première direction (47) à par- tir du plan général de coupe (43), et une deuxième surface de coupe (49), qui se raccorde à la première surface de coupe (45), et qui débouche dans l'alésage de passage (41), étant décalée dans une deuxième direction (51) opposée à la pre- mière direction (47), à partir du plan général de coupe (43), et avec une troisième surface de coupe (53), qui se raccorde radialement à l'alésage de passage (41) le long du plan géné- ral de coupe (43), troisième surface de coupe (53) qui est à son tour décalée dans la première direction (47) à partir du plan général de coupe (43) et à laquelle se raccorde radiale- ment vers l'extérieur une quatrième surface de coupe (55), qui est décalée dans la deuxième direction (51) à partir du plan général de coupe (43). 5 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan général de coupe (43) intersecte l'axe du disque (31). 6 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupe de cisaillement a lieu au moyen d'un usinage mécani- que avec enlèvement de copeaux. 7 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupe de cisaillement a lieu au moyen d'un procédé de ci- saillement par électroérosion. 8 ) Disque divisé, fabriqué au moyen d'un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la coupe de cisaillement sur les parties du disque est formée de telle façon que l'on obtienne lors de la jonction des par- ties du disque sur les surfaces de coupe de cisaillement le long du plan général de coupe (43), dans une première posi- tion des parties du disque l'une par rapport à l'autre, une section transversale circulaire complète sur la surface enve- loppe du disque (31) et que l'on obtienne, dans une deuxième position des parties du disque (31), dans laquelle on a fait tourner les parties du disque de 180 par rapport à la pre- mière position, une section transversale du disque réduite de la largeur (S) de la coupe de cisaillement lors de la jonc- tion des parties du disque sur les surfaces de coupe de ci- saillement. 9 ) Disque divisé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le disque divisé (31) est constitué sous la forme du disque de butée de fin de course d'un injecteur de carburant pour des moteurs à combustion interne.