Brevet FR2784141A1 — publié le 20000407

Etat de la technique L'invention concerne une pompe à pistons radiaux, servant à fournir du carburant sous haute pression dans le cas de systèmes d'injection de carburant de moteurs à combus- tion interne, en particulier dans le cas d'un système d'in- jection à rampe commune d'alimentation (common rail), pompe comprenant un arbre d'entraînement monté dans un carter de pompe, arbre constitué de manière excentrée ou présentant des bossages en forme de cames dans le sens périphérique, et de préférence plusieurs pistons disposés radialement par rapport à l'arbre d'entraînement dans un alésage élémentaire corres- pondant, pistons qui peuvent, quand l'arbre d'entraînement tourne, aller et venir dans l'alésage élémentaire respectif dans le sens radial pour aspirer du carburant dans une cham- bre de cylindre par l'intermédiaire d'une canalisation d'as- piration, dans laquelle est disposée une soupape d'aspiration, la chambre de cylindre étant délimitée par le piston dans l'alésage élémentaire et étant reliée avec une canalisation, à haute pression, dans laquelle est disposée une soupape à haute pression, l'alésage élémentaire étant disposé avec la canalisation d'aspiration et la canalisation à haute pression dans une tête élémentaire. Une pompe à pistons radiaux de ce type est connue par le document DE-42 13 798 Al. Dans le cas de la pompe à pistons radiaux connue, le nombre élevé des points d'étan- chéité tenant à la haute pression constitue un inconvénient. La présente invention a pour objet de réduire le nombre des points d'étanchéité devant tenir à la haute pres- sion dans le cas de la pompe à pistons radiaux connue. La pompe à pistons radiaux selon l'invention doit fournir une pression de pointe du côté de la pompe allant jusqu'à 2 000 bars. En outre la pompe à pistons radiaux selon l'in- vention doit pouvoir être fabriquée de façon économique. On résout le problème dans le cas d'une pompe à pistons radiaux servant à fournir du carburant sous haute pression, dans le cas de systèmes d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, en particulier dans le cas d'un système d'injection à rampe commune d'alimentation (common rail), pompe comprenant un arbre d'entraînement monté dans un carter de pompe, arbre constitué de manière excentrée ou pré- sentant des bossages en forme de cames dans le sens périphé- rique, et de préférence plusieurs pistons disposés radialement par rapport à l'arbre d'entraînement dans un alé- sage élémentaire correspondant, pistons qui peuvent, quand l'arbre d'entraînement tourne, aller et venir dans l'alésage élémentaire respectif dans le sens radial pour aspirer du carburant, par l'intermédiaire d'une canalisation d'aspira- tion, dans laquelle est disposée une soupape d'aspiration, dans une chambre de cylindre limitée par le piston dans l'alésage élémentaire et reliée à une canalisation à haute pression, dans laquelle est disposée une soupape à haute pression, l'alésage élémentaire étant disposé avec la canali- sation d'aspiration et la canalisation à haute pression dans une tête élémentaire, le problème est résolu, grâce au fait que l'alésage élémentaire est constitué dans la tête élémen- taire sous la forme d'un trou borgne, d'o part la canalisa- tion d'aspiration et la canalisation à haute pression. Grâce à la réalisation de la tête élémentaire sous la forme d'une tête élémentaire constituée par un trou borgne, on réduit le nombre des points d'étanchéité, qui doivent tenir à une haute pression, par rapport à celui des pompes à pistons radiaux connus. Grâce au mode de construction simple on réduit en ou- tre le nombre des pièces détachées nécessaires. Dans le cas de la solution selon l'invention on peut renoncer à la con- ception de garnitures molles dans la zone à haute pression. Ceci procure une sécurité de fonctionnement très élevée. En outre la tête élémentaire de la pompe à pis- tons radiaux selon l'invention peut être contrôlée hydrauli- quement d'une façon particulière. Un autre avantage résulte du fait que la tête élémentaire peut être montée sous la forme d'un sous-ensemble. La tête élémentaire montée au pré- alable peut être montée d'une manière simple sur le carter. Il en résulte une sécurité très élevée du procédé lors du montage. Un avantage supplémentaire réside dans le fait que l'invention peut être transposée sans modification fondamen- tale de la conception du carter à la pompe à pistons radiaux connue. Un type particulier de réalisation de l'invention est caractérisé par le fait que la canalisation d'aspiration et la canalisation à haute pression sont disposées sensible- ment perpendiculairement à l'alésage élémentaire. De cette façon on facilite le positionnement de l'outil lors de la fa- brication. En outre on simplifie le montage. Un autre type particulier de réalisation de l'in- vention est caractérisé par le fait que la canalisation d'as- piration et la canalisation à haute pression sont en alignement l'une par rapport à l'autre. De cette façon on réalise une simplification supplémentaire lors de la fabrica- tion de la pompe à pistons radiaux selon l'invention. Grâce à un unique alésage, qui s'étend perpendiculairement à l'alé- sage élémentaire, on peut produire une partie de la canalisa- tion d'aspiration et de la canalisation à haute pression. Un autre type particulier de réalisation de l'in- vention est caractérisé par le fait que pour la soupape à haute pression et pour la soupape d'aspiration il est prévu deux alésages dans la tête élémentaire, qui sont alignés aus- si bien l'un avec l'autre qu'avec la canalisation d'aspira- tion et la canalisation à haute pression. De cette façon on obtient un montage symétrique simple de la tête élémentaire de la pompe à pistons radiaux selon l'invention. D'autres avantages, caractéristiques et particu- larités de l'invention se trouvent dans la description qui suit, dans laquelle un exemple d'exécution particulier de l'invention est décrit en référence aux dessins. Chacune des caractéristiques mentionnées dans les revendications et la description peut être prise conformément à l'invention, seule en elle-même ou mieux en combinaison l'une avec l'autre. La présente invention va être décrite ci-après plus en détail à partir d'un mode de réalisation, représenté sur les dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 montre une coupe le long de l'arbre d'entraîne- ment d'une pompe à pistons radiaux selon l'invention, et - la figure 2 montre une représentation agrandie de la tête élémentaire de la figure 1. La figure 1 montre en coupe une pompe à pistons radiaux servant à fournir du carburant sous haute pression dans le cas de systèmes d'injection de moteurs à combustion interne. La pompe à pistons radiaux représentée à la figure 1 est utilisée en particulier dans les systèmes d'injection à rampe commune d'alimentation (common rail), qui servent à alimenter en carburant des moteurs Diesel. Dans ce cas "com- mon rail" a le même sens que "conduite commune" ou "rail com- mun". Au contraire des systèmes conventionnels d'injection à haute pression, dans lesquels le carburant est transféré par l'intermédiaire de conduites séparées, vers les différentes chambres de combustion, les injecteurs dans les systèmes d'injection à "Common rail" sont alimentés à partir d'une conduite commune. La pompe à pistons radiaux représentée à la fi- gure 1 comprend un arbre d'entraînement 2, monté dans un car- ter de pompe 1, avec un tronçon d'arbre 3, qui est constitué d'une manière excentrée. Sur le tronçon d'arbre excentré 3 est montée une bague polygonale 4, par rapport à laquelle peut tourner le tronçon d'arbre 3. La bague polygonale 4 com- prend trois méplats décalés respectivement à 120 les uns par rapport aux autres, contre lesquels prend respectivement ap- pui un piston 5. Les pistons, parmi lesquels on ne peut voir sur la vue en coupe représentée à la figure 1 que le piston , sont respectivement logés dans un alésage élémentaire 6 de façon à pouvoir aller et venir dans le sens radial par rap- port à l'arbre d'entraînement 2. A l'extrémité du piston 6, dirigée vers l'arbre d'entraînement 2, est constitué un pied en forme d'assiette. Contre le pied en forme d'assiette est précontraint un ressort 7. Le ressort 7 presse le piston 6 contre le tronçon excentré 3 de l'arbre d'entraînement 2 ou la bague polygonale 4 montée dessus. La pompe à pistons radiaux représentée à la fi- gure 1 sert à alimenter sous haute pression du carburant, qui est fourni par une pompe de prétransfert à partir d'un réser- voir. Lors de l'aspiration le carburant arrive par l'intermé- diaire d'une canalisation d'aspiration 8, dans laquelle est disposée une soupape d'aspiration 9, dans une chambre de cy- lindre 10. Le carburant qui est aspiré dans la chambre de cy- lindre 10 est mis par le piston 5 sous haute pression et arrive ensuite par l'intermédiaire d'une canalisation 11 sous haute pression, dans laquelle est disposée une soupape à haute pression 12, à un raccord commun 13 sous haute pres- sion. Le raccord commun 13 sous haute pression conduit en- suite à la rampe (le rail). Il ressort de la vue agrandie représentée à la figure 2 d'un fragment de la figure 1, que la canalisation d'aspiration 8, l'alésage élémentaire 6 et la canalisation sous haute pression 11 sont disposés dans une tête élémen- taire désignée dans son ensemble par la référence 14. La tête élémentaire 14 a la forme d'un carré, d'o part une saillie de forme cylindrique. Sur la saillie 15 de forme cylindrique est constitué une collerette de centrage 16. La collerette de centrage 16 forme en même temps une bu- tée pour le ressort 7. L'alésage élémentaire est constitué dans la tête élémentaire 14 sous la forme d'un trou borgne. A l'extrémité de l'alésage élémentaire 6 débouchent en des endroits diamé- tralement opposés la canalisation d'aspiration 8 et la cana- lisation sous haute pression 11. La canalisation d'aspiration 8 et la canalisation sous haute pression 11 sont constituées par un alésage unique le long d'un axe 17, qui est perpendi- culaire à l'axe longitudinal de l'alésage élémentaire 6. L'alésage qui constitue la canalisation d'aspira- tion 8 et la canalisation sous haute pression 11 est percé vers l'extérieur selon un forage à gradins. Les sections ain- si constituées avec des diamètres qui vont en croissant vers l'extérieur créent un logement pour la soupape d'aspiration 9 et pour la soupape à haute pression 12. On a constitué sur une arête de pincement 22 pour la soupape à haute pression 12 une arête de pincement 23. R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Pompe à pistons radiaux, servant à fournir du carburant sous haute pression dans le cas de systèmes d'injection de carburant de moteurs à combustion interne, en particulier dans le cas d'un système d'injection à rampe commune d'ali- mentation (common rail), pompe comprenant un arbre d'entraî- nement (2), monté dans un carter de pompe (1), arbre constitué de manière excentrée ou présentant des bossages en forme de cames dans le sens périphérique, et comprenant de préférence, plusieurs pistons (5) disposés radialement par rapport à l'arbre d'entraînement (2), dans un alésage élémen- taire correspondant (6), pistons qui peuvent, quand l'arbre d'entraînement (2) tourne, aller et venir dans l'alésage élé- mentaire respectif (6) dans le sens radial, pour aspirer du carburant dans une chambre de cylindre (10) par l'intermé- diaire d'une canalisation d'aspiration (8), dans laquelle est disposée une soupape d'aspiration (9), la chambre de cylindre (10) étant délimitée par le piston (5) dans l'alésage élémen- taire (6) et étant reliée avec une canalisation à haute pres- sion, (11), dans laquelle est disposée une soupape à haute pression (12), l'alésage élémentaire (6) étant disposé avec la canalisation d'aspiration (8) et la canalisation à haute pression (11) dans une tête élémentaire (14), caractérisée en ce que l'alésage élémentaire (6) est constitué dans la tête élémen- taire (14) sous la forme d'un trou borgne, à partir duquel partent la canalisation d'aspiration (8) et la canalisation à haute pression (11). 2 ) Pompe à pistons radiaux selon la revendication 1, caractérisée en ce que la canalisation d'aspiration (8) et la canalisation à haute pression (11) sont disposées sensiblement perpendiculairement à l'alésage élémentaire (6). 3 ) Pompe à pistons radiaux selon la revendication 2, caractérisée en ce que la canalisation d'aspiration (8) et la canalisation à haute pression (11) sont alignées l'une par rapport à l'autre. 4 ) Pompe à pistons radiaux selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'on a prévu pour la canalisation d'aspiration (8) et la ca- nalisation à haute pression (11) deux alésages (19, 20) dans la tête élémentaire (14), qui sont alignés aussi bien l'un par rapport à l'autre qu'avec la canalisation d'aspiration (8) et la canalisation à haute pression (11).