Brevet FR2763101A1 — publié le 19981113

Etat de la technique La présente invention concerne un injecteur de carburant pour moteur à combustion interne comprenant un or- gane d'obturation coulissant axialement dans un corps d'injecteur, et ayant une surface d'étanchéité qui pour com- mander la section d'injection, coopère avec un siège de sou- pape fixe, ainsi qu'au moins un ressort d'injecteur qui s'appuie contre une butée fixe et exerce en direction de l'organe d'obturation, une force dirigée vers le siège de10 soupape. On connaît déjà un tel injecteur de carburant par exemple selon le document DE-195 47 102.4 non publié préala- blement. Dans cet injecteur de carburant, le ressort de sou- pape est un ressort en spirale venant contre une butée fixe prévue sur le corps du support de l'injecteur et il pousse l'organe d'obturation en direction du siège de soupape. La force du ressort de l'injecteur définit la pression d'ouverture de l'injecteur; cette force résulte de la haute pression de carburant appliquée à l'organe obturateur dans le sens de son ouverture. Pour créer une force de ressort suffisante mais également pour garantir une grande fiabilité de l'injecteur, les ressorts spirale connus selon l'état de la technique ont non seulement une longueur considérable pour avoir plusieurs spires mais ils sont réalisés dans un fil à ressort relative- ment épais, qu'il faut enrouler d'une manière compliquée pour obtenir un ressort en spirale; le cas échéant après la réa- lisation du ressort en spirale, il faut encore usiner comme cela découle par exemple du document DE-195 47 102.4 évoqué ci-dessus. La difficulté de tels injecteurs de carburant est non seulement la grande longueur de l'ensemble de l'injecteur à cause du ressort en spirale, mais également la fabrication compliquée et de ce fait coûteuse du ressort en spirale ainsi que de son montage dans l'injecteur. La présente invention a ainsi pour but de déve- lopper un injecteur de carburant correspondant au type défini ci-dessus, qui non seulement se réalise techniquement de ma- nière simple et ainsi de façon peu coûteuse mais présente également une forme très compacte. Avantages de l'invention A cet effet, la présente invention concerne un injecteur du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le ressort de soupape est constitué par un organe de pression en forme de ressort Belleville. Cet organe de pression en forme de ressort Belle- ville permet de supprimer complètement le ressort spirale, ce qui se traduit par une réduction considérable, très avanta- geuse de l'encombrement de l'ensemble de l'injecteur; en ef- fet, l'organe de pression en forme de ressort Belleville, présente une longueur qui ne représente qu'une fraction de celle du ressort en spirale. De plus, un tel organe de pres- sion en forme de ressort Belleville se réalise techniquement d'une manière très simple et ainsi d'une manière peu coû- teuse. En outre, le montage est simple et ainsi peu coûteux. Pour garantir une déformation facile en particu- lier dans la direction radiale de l'organe de pression en forme de ressort Belleville, dans une cavité prévue pour lui dans le corps du support d'injecteur, cavité formée par une butée et une surface enveloppe entourant radialement l'organe de pression, lorsqu'une pression est exercée sur lui par l'organe d'obturation agissant dans la direction axiale, il est prévu avantageusement que l'organe de pression en forme de ressort Belleville comporte sur son côté tourné vers la butée, au moins une surface d'appui qui se trouve dans la di- rection radiale à une certaine distance de la surface enve- loppe extérieure de l'organe de pression en forme de ressort Belleville. Sur le plan des principes, on peut prévoir les surfaces d'appui les plus différentes. Ainsi, les surfaces d'appui peuvent par exemple être prévues suivant un même an- gle, de manière régulière du côté de l'organe de pression en forme de ressort Belleville, tourné vers la butée. Un mode de réalisation particulièrement avanta- geux pour la fabrication prévoit comme surfaces d'appui, une surface annulaire entourant concentriquement l'axe de l'organe de pression en forme de ressort Belleville. En particulier du point vue de la simplicité du montage, mais également de l'amélioration des propriétés de glissement de l'organe de pression en forme de ressort Belle- ville sur sa butée, contre laquelle il s'appuie dans le corps d'injecteur, il est prévu une rondelle d'appui sur la butée et l'organe de pression en forme de ressort Belleville vient sur cette rondelle d'appui.10 Pour arriver à des propriétés de glissement par- ticulièrement avantageuses pour la rondelle d'appui, celle-ci est de préférence polie sur sa face tournée vers l'organe de pression en forme de ressort Belleville. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un injecteur de carburant selon l'invention, - la figure 2 est une vue de dessus d'un organe de pression en forme de ressort Belleville d'un injecteur de carburant selon l'invention, - la figure 3 est une vue en coupe selon la ligne III- III de la figure 2 de l'organe de pression en forme de ressort Belleville, - la figure 4 est une vue partiellement arrachée d'un injec- teur de carburant selon l'état de la technique. Description des exemples de réalisation Un injecteur de carburant pour des moteurs à com- bustion interne, connus en soi, tels que représentés à la fi- gure 4, se compose d'un organe d'obturation (soupape) 41 en forme de piston logé en coulissement axial dans un perçage 42 d'un corps d'injecteur 43. L'organe d'obturation 41 comporte à son extrémité tournée vers la chambre de combustion du mo- teur à combustion interne, une surface d'étanchéité de sou- pape 44, conique, coopérant avec le siège de soupape 45, conique prévu à l'extrémité du perçage 42, qui est fermé vers l'intérieur. Le corps d'injecteur 43 est précontraint avec son extrémité éloignée de la chambre de combustion par l'intermédiaire d'un écrou de serrage 46 contre un support d'injecteur 47; entre la surface frontale du corps d'injecteur 43 et le corps de support 47, il y a une rondelle intermédiaire 48 avec un perçage central. A son extrémité opposée au siège de soupape 45, l'organe d'obturation 41 est appuyé par l'intermédiaire d'une pièce de pression 49 qui traverse la rondelle intermédiaire 48, par un ressort de soupape en forme de ressort hélicoïdal 50; ce ressort s'appuie contre une butée fixe 51 prévue sur le corps de support 47 de l'injecteur et son autre extrémité s'appuie sur l'organe d'obturation 41 pour exercer une force dirigée vers le siège de soupape 45. Entre la surface d'étanchéité 44 et le siège de soupape 45, il y a dans la pa- roi du cors d'injecteur 43, un orifice d'injection 53 débou- chant dans la chambre de combustion du moteur à combustion interne. L'alimentation de carburant à haute pression se fait de manière connue par un canal annulaire 54 réalisé en- tre la tige de l'organe d'obturation 41 et la paroi du per- çage 42; ce canal annulaire s'élargit pour former une chambre de pression 55 dans laquelle débouche une conduite de pression 56 partant d'une pompe d'injection non représentée. Les figures 1, 2, 3 montrent un exemple de réali- sation d'un injecteur. Les éléments identiques à ceux décrits ci-dessus portent ci-après les mêmes références et pour leur descrip- tion, on se rapportera aux indications données à propos de l'exemple de réalisation précédent. Dans le cas de l'exemple de réalisation selon les figures 1, 2, 3, le ressort spirale 50 servant de ressort de soupape selon l'état de la technique, est remplacé par un or- gane de pression 10 en forme de ressort Belleville qui vient en appui contre une butée 11 réalisée dans le corps de sup- port de soupape 47. Comme cela apparaît à la figure 1, sur la butée 11, on a une rondelle d'appui 12 sur laquelle vient s'appuyer l'organe de pression 10 en forme de ressort Belle- ville. La face de la rondelle d'appui 12 tournée vers l'organe de pression 10 en forme de ressort Belleville est de préférence polie pour améliorer les propriétés de glissement entre l'organe de pression 10 en forme de ressort Belleville5 et la surface d'appui. Cela est toujours nécessaire si l'organe de pression 10 en forme de ressort Belleville est soumis au niveau de son extrémité supérieure, par l'organe d'obturation 41 (non représenté à la figure 1) dans la cavité annulaire 14 de l'organe de pression 10, à une force axiale F10 (figure 1) agissant dans la direction de la surface d'appui 11. Dans ce cas, l'organe de pression se déforme dans la di- rection de la force et son bord 13 de ressort Belleville se déforme légèrement vers l'extérieur et glisse ainsi sur la surface d'appui 12. Les figures 2 et 3 montrent un exemple de réali- sation d'un organe de pression 10 en forme de ressort Belle- ville. Selon la figure 2, le bord 12 du ressort Belleville comporte plusieurs encoches 15 qui partent de la surface en- veloppe extérieure 16 et sont dirigées radialement vers l'intérieur, en direction de l'axe de symétrie 16 de l'organe de pression 10 pour permettre ainsi à l'organe de pression 10 d'avoir un effet de ressort. Il est clair que toute autre réalisation d'un ressort Belleville ayant la forme de l'organe de pression peut s'envisager. C'est ainsi que par exemple les encoches 15 peuvent s'étendre dans la direction radiale, vers l'extérieur à partir du centre de l'organe de pression 10; dans ce cas, la surface enveloppe extérieure 16 ne présente pas d'interruption. Comme cela apparaît notamment à la figure 3, l'organe de pression 10 en forme de ressort Belleville pré- sente sur son côté tourné vers la butée 11, une surface d'appui 17 venant axialement en saillie, qui se trouve à une distance (d) de la surface enveloppe extérieure 16. La sur- face d'appui 17 est une surface annulaire concentrique à l'axe (jusqu'à l'encoche 15). En cas de déformation de l'organe de pression dans la direction de la flèche F (voir figure 1), la surface annulaire 17 varie légèrement vers l'extérieur dans la direction axiale et le bord 13 en forme de coupelle se déforme. L'organe de pression 10 en forme d'assiette est avantageusement réalisés en acier à ressort; la course du ressort est relativement faible et dans le cas des injecteurs de carburant actuels, cette cource est seulement égale à en- viron 0,4 mm. R E V E N D I C A T I O NS 1 ) Injecteur de carburant pour moteur à combustion interne comprenant un organe d'obturation coulissant axialement dans un corps d'injecteur, et ayant une surface d'étanchéité qui pour commander la section d'injection, coopère avec un siège de soupape fixe, ainsi qu'au moins un ressort d'injecteur qui s'appuie contre une butée fixe et exerce en direction de l'organe d'obturation, une force dirigée vers le siège de soupape, caractérisé en ce que le ressort de soupape est constitué par un organe de pression (10) en forme de ressort Belleville. 2 ) Injecteur de carburant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de pression (10) en forme de ressort Belleville pré- sente sur son côté tourné vers la butée (11), au moins une surface d'appui (17) venant axialement en saillie, et qui se trouve en direction radiale, à une distance (d) de la surface enveloppe extérieure (16) de l'organe de pression (10). 3 ) Injecteur de carburant selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surface d'appui (17) est une surface annulaire concentri- que à l'axe. 4 ) Injecteur de carburant selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce qu' 3(} une rondelle d'appui (12) est prévue sur la butée (11), ron- delle contre laquelle s'appuie un organe de pression (10) en forme de ressort Belleville. ) Injecteur de carburant selon la revendication 4, caractérisé en ce que la face de la rondelle d'appui (12) sur laquelle s'appuie l'organe de pression (10) en forme de ressort Belleville est polie.