Brevet FR2858023A1 — publié le 20050128

Description L'invention concerne une rampe d'injection de carburant pour moteurs à essence 5 avec un tuyau à paroi mince ayant au moins un trou de passage dans la paroi du tuyau, le tuyau étant sur sa circonférence relié, pour laisser s'écouler un fluide, à au moins un raccord ajusté à la paroi du tuyau et muni d'un trou d'accès, de telle sorte que le trou de passage et le trou d'accès se rencontrent exactement. Dans le domaine des hautes pressions, les lignes de rampes d'injection pour moteurs à essence doivent supporter des pression pouvant atteindre des valeurs de pointe de 450 bar et des valeurs normales d'environ 200 bar tout en résistant aux carburants. Il est conseillé d'utiliser comme matériau de l'acier spécial pour des raisons de diffusion des carburants dans le matériau et d'agressivité des différents carburants et 15 donc de corrosion du matériau qui en résulte. D'une part, I'acier spécial est un matériau relativement coûteux, d'autre part il est utilisé en général avec parcimonie pour des raisons de poids. Les tuyaux de rampes d'injection pour moteurs à essence en acier spécial sont donc conçus avec des parois minces. Un ou plusieurs trous de passage sont réalisés dans la paroi du tuyau de rampe d'injection, ces trous devant être reliés à des 20 trous réalisés dans des éléments de raccord de façon étanche vis-à-vis du fluide circulant. Les trous peuvent se rencontrer sous différents angles. Afin d'assurer un diamètre minimum des trous pour le fluide circulant, I'un des deux trous se rencontrant est conçu en général plus grand que l'autre. Il se forme alors des recouvrements de trou qui entraînent lors de l'utilisation d'importantes tensions dans l'élément. Il faut donc éviter 25 autant que possible de tels recouvrements de trou. Contrairement aux rampes d'injection à haute pression pour moteurs diesel dans lesquelles les pressions peuvent atteindre 1 600 bar, telles que par exemple celles divulguées dans les documents DE 100 20 506 A1 ou DE 197 44 762 A1, la paroi du tuyau des rampes d'injection à haute pression pour moteurs à essence ne présente pas de surface d'applique suffisante pour un siège de 30 joint d'étanchéité en raison de la faible épaisseur de la paroi. Mais par ailleurs, il n'est pas non plus possible de former les raccords dans la paroi du tuyau. C'est la raison pour laquelle on positionne en général sur le tuyau de la rampe d'injection, au niveau d'un trou de passage, tout d'abord des raccords ajustés à la paroi du tuyau et munis d'un trou d'accès, avec lesquels on peut ensuite relier d'autres éléments de raccord, tels qu'une 35 valve d'injection. Le raccord au niveau de la liaison avec le tuyau de la rampe d'injection a au moins en partie la forme du diamètre extérieur du tuyau de la rampe d'injection. Il a donc la forme dans le domaine de liaison d'une sorte de segment de cercle ou de gorge. Un mode d'assemblage courant consiste à souder ou braser ensemble le tuyau de 5 la rampe d'injection à paroi mince et le raccord ajusté à sa paroi extérieure. Il s'avère difficile de positionner exactement l'un par rapport à l'autre le trou de passage dans le tuyau et le trou d'accès dans le raccord. Même lorsque les deux pièces sont tout d'abord positionnées au moyen d'une fine tige avant la procédure d'assemblage à proprement parler et collées l'une à l'autre par exemple par soudage par points, il est très difficile de 10 respecter les tolérances de fabrication lors d'une fabrication en masse, ce qui a pour conséquence qu'au moins quelques rampes d'injection finies n'atteignent pas la durée de vie exigée ou ne sont pas étanches au fluide circulant. Ce qui pose problème notamment, c'est que le positionnement des éléments l'un par rapport à l'autre n'est possible que de l'extérieur à l'aide de différentes techniques de soudage. Quand les deux éléments sont à 15 la fin soudés ensemble, les points de soudure interrompent l'écoulement de l'agent de soudure et réduisent légèrement la surface de brasage. De plus, l'agent de soudure est appliqué de l'extérieur sur les éléments; il n'est donc pas possible de vérifier que les surfaces d'assemblage ont été entièrement brasées. L'objectif de l'invention est donc de développer une rampe d'injection de carburant à paroi mince pour le domaine de haute pression de moteurs à essence de telle sorte qu'elle puisse être fabriquée de façon plus simple et plus fiable et qu'elle soit mieux adaptée aux exigences d'utilisation. L'invention remplit cet objectif grâce au fait que pour positionner exactement le tuyau et le raccord durant la procédure d'assemblage, il est prévu un manchon avec un passage axial qui est enfoncé dans le trou de passage du tuyau de la rampe d'injection et dans le trou d'accès du raccord. A cet effet, il suffit simplement d'élargir le diamètre de chacun des trous au diamètre extérieur du manchon. Le manchon a pour fonction d'aider 30 au positionnement. Il peut être simplement enfoncé de l'extérieur dans le raccord et ensuite dans le tuyau de la rampe d'injection ou inversement. La faible réduction de la surface d'assemblage due au manchon peut être soit compensée en conséquence par le raccord soit même négligée en estimant qu'elle est insignifiante. On peut renoncer à une procédure supplémentaire pour positionner les éléments, telle que par exemple le 35 soudage par point avant la procédure d'assemblage à proprement parer, la procédure d'enfoncement étant suffisante. Le positionnement au moyen du manchon peut être réalisé même dans la fabrication en masse tout en conservant les tolérances. Etant donnée que le manchon reste au point d'assemblage, il est exclu que le carburant entre en contact avec les surfaces d'assemblage et ainsi touche par exemple un agent de soudure qui est moins résistant aux carburants que l'acier spécial. Le manchon a en outre d'autres avantages. Il est possible d'intégrer une bague de soudure directement sur la surface d'assemblage dans une fente prévue dans le raccord du côté de la circonférence du manchon. L'agent de soudure peut être positionné dans la fente avant l'enfoncement du manchon dans le trou de passage du tuyau de la rampe 10 d'injection. Une fois le manchon enfoncé dans le tuyau de la rampe d'injection, on dispose déjà de la quantité nécessaire d'agent de soudure au niveau de la surface d'assemblage; il n'est plus nécessaire d'appliquer l'agent de soudure de l'extérieur, comme cela se faisait auparavant après le soudage par point. Si la rampe d'injection est ensuite chauffée, par exemple dans un four à braser, on est sûr d'obtenir un brasage à 100 % du tuyau de la 15 rampe d'injection et du raccord. De plus, on peut élargir la fonction du manchon enfoncé à celle d'une restriction. Selon les exigences du constructeur, des pointes de pression doivent être arrêtées dans le système d'injection de carburant. Cela peut être obtenu par exemple au moyen d'une 20 restriction, c'est-à-dire que le diamètre d'un conduit de carburant est diminué, ce qui a pour conséquence qu'une plus faible quantité de carburant peut passer par unité de temps dans le conduit de carburant, la quantité de carburant étant alors réduite. Si par conséquent le passage axial du manchon présente un diamètre inférieur à celui du trou d'accès du raccord, le manchon enfoncé remplit non seulement la fonction d'aide au 25 positionnement mais également celle de restriction. Il est particulièrement avantageux de pouvoir utiliser comme raccord un élément standard auquel peut être ajoutée la fonction de restriction à l'intensité souhaitée en fonction des exigences de chaque constructeur en utilisant manchons différents. Dans un autre solution, les éléments de raccord peuvent présenter dans le domaine de liaison avec la rampe d'injection la forme d'un raccord, donc être élargis dans le domaine du trou d'accès au diamètre extérieur du manchon et ajustés en formant une sorte de gorge dans le domaine de raccord à la paroi extérieure du tuyau de la rampe d'injection. On renonce ainsi à un raccord séparé, qui fait pour ainsi dire partie intégrante 35 de l'élément de raccord. Même un élément de raccord de grande taille peut être positionné exactement et assemblé de façon sûre au moyen d'un manchon conforme à l'invention. L'invention est décrite plus en détails dans la suite à l'aide des figures suivantes qui montrent: Figure 1: Figure 2: Figure 3: 10 Figure 4: Figure 5: Figure 6: Figure 7: 15 un détail d'une rampe d'injection (1) conforme à l'état de la technique; une vue extérieure d'un raccord (7) conforme à l'invention; une vue en coupe du raccord (7); une vue en coupe d'un manchon (12) conforme à l'invention; une vue en coupe d'un autre manchon (12') conforme à l'invention; une vue en coupe d'une rampe d'injection (15) conforme à l'invention avec le raccord (7); et une vue en coupe d'une rampe d'injection (16) conforme à l'invention avec un élément de raccord (17). La figure 1 présente l'état de la technique. Elle montre un détail d'une rampe d'injection (1) dans le domaine où un élément de raccord (3) s'attache au tuyau de la rampe d'injection (2). Dans le domaine de montage avec le tuyau (2), l'élément de raccord 20 (3) est ajusté à la forme de la paroi extérieure du tuyau (2). Un trou d'accès (4) est prévu dans l'élément de raccord (3), ledit trou étant relié au trou de passage (5) pratiqué dans la paroi du tuyau (2) de sorte à pouvoir laisser circuler le fluide. Les deux trous se rencontrent en faisant un angle. Aucune aide au positionnement n'est disponible. Afin d'assurer un diamètre minimum pour le fluide circulant, le trou de passage (5) est 25 légèrement supérieur au trou d'accès (4). Il se forme donc à l'endroit (6) des recouvrements de trou, ce qui peut conduire à des tensions critiques dans la rampe d'injection (1). La figure 2 montre un raccord (7) conforme à l'invention. Le raccord (7) est muni 30 d'un trou d'accès (8) qui le traverse sur toute sa longueur. D'un côté, le raccord (7) est ajusté à la paroi extérieure d'un tuyau de la rampe d'injection non représenté en prenant la forme (9) d'une sorte de gorge. De l'autre côté, le raccord (7) peut être relié à d'autres éléments de raccord au moyen de l'embout de raccord (10). On reconnaît dans la vue en coupe du raccord (7) à la figure 3 que le trou d'accès (8) dans le domaine (10) a été élargi au diamètre extérieur d'un manchon enfoncé conforme à l'invention et non représenté. On voit clairement que le domaine inférieur (9) du raccord (7) est configuré avec sa forme en arc pour être fixé sur un tuyau de la rampe d'injection. Le diamètre du trou d'accès (8) est encore élargi dans le domaine (11) du raccord (7). Après qu'un manchon conforme à l'invention et dont le diamètre correspond à 5 celui du domaine (10) du trou d'accès (8) a été enfoncé, il reste entre le manchon et le domaine (9) du raccord (7) à l'endroit (11) une fente s'étendant sur tout le pourtour du manchon. On peut placer une bague de soudure dans cette fente. La figure 4 montre en coupe un manchon (12) conforme à l'invention. Le manchon 0 (12) entoure un passage (13). Le passage (13) peut avoir le même diamètre que le diamètre du trou d'accès (8) du raccord (7), ou un diamètre plus petit. Le manchon (12) est enfoncé dans le domaine élargi (10) du raccord (7). Lorsque le diamètre du passage axial (13) et celui du trou d'accès (8) sont identiques, le manchon (12) remplit essentiellement la fonction d'aide au positionnement. Si le diamètre du passage axial (13) 5 est plus petit que celui du trou d'accès (8), le manchon (12) remplit alors également la fonction de restriction. La figure 5 montre que le manchon (12') peut aussi avoir un passage (14) plus large que celui du manchon (12). Par conséquent, il est possible avec les manchons (12, 12') 20 conformes à l'invention de faire varier l'intensité de la fon ction de restriction dans un raccord (7) standardisé au cas par cas en fonction des exigences des clients. La figure 6 montre en coupe une rampe d'injection (15) conforme à l'invention. Le raccord (7) est assemblé sur le tuyau (2). Le manchon (12') est enfoncé dans le trou de 25 passage (5) de la paroi du tuyau (2) et dans le raccord (7). Le passage axial (14) du manchon (12') relie le trou d'accès (8) au tuyau (2) au travers du trou de passage (5). On a placé entre le manchon (12'), le raccord (7) et le tuyau (2) une bague de soudure (110) qui fond durant la procédure de brasage et relie entre elles les trois pièces (2, 7, 12'). La figure 7 montre un autre mode de réalisation de la rampe d'injection (16) conforme à l'invention. Le tuyau (2) est relié non pas au raccord (7) mais à un élément de raccord (17). L'élément de raccord (17) est constitué d'une tasse (18) avec un injecteur (19). Il n'y a pas de raccord (7) séparé. À sa place, la tasse (18) est conçue au niveau de la liaison avec le tuyau (2) comme une gorge ajustée à la paroi du tuyau et elle est placée 35 directement sur le tuyau (2) de la rampe d'injection. Un trou d'accès (20) est réalisé dans la tasse (18) et relie l'injecteur (19) au tuyau (2) de sorte à pouvoir laisser passer le fluide. Au niveau du domaine de liaison de la tasse (18) et du tuyau (2), le trou d'accès (20) est élargi au diamètre extérieur du manchon (12). Le manchon (12) est enfoncé dans le trou d'accès (20) de la tasse (18) et dans le trou de passage (5) du tuyau (2) de la rampe d'injection. L'élément de raccord (17) peut être positionné exactement sur le tuyau (2) et 5 être assemblé de façon sûre. Par conséquent, l'élément de raccord (7) peut être remplacé par un élément de raccord (17) plus complexe. Revendications 1. Rampe d'injection de carburant (15, 16) pour moteurs à essence avec un 5 tuyau (2) à paroi mince, ayant au moins un trou de passage (5) dans la paroi du tuyau, le tuyau (2) étant sur sa circonférence relié, pour laisser s'écouler un fluide, à au moins un raccord (7, 17) ajusté à la paroi du tuyau et muni d'un trou d'accès (8, 20), de telle sorte que le trou de passage (5) et le trou d'accès (8, 20) se rencontrent exactement, caractérisée en ce que pour positionner exactement le tuyau (2) et le raccord (7, 17) 10 durant la procédure d'assemblage, un manchon (12, 12') avec un passage axial (13, 14) est enfoncé dans le trou de passage (5) du tuyau (2) et dans le trou d'accès (8, 20) du raccord (7, 17) élargi au diamètre extérieur du manchon (12, 12'). 2. Rampe d'injection (15, 16) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il 15 est prévu sur le raccord (7, 17) une fente (11) du côté de la circonférence du manchon (12, 12') dans laquelle peut être placée une bague de soudure (110). 3. Rampe d'injection (15, 16) selon l'une des revendications 1, ou 2, caractérisée en ce que le tuyau (2) est brasé avec le raccord (7, 17). 20 4. Rampe d'injection (15, 16) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le passage axial (13, 14) du manchon (12, 12') a un diamètre inférieur à celui du trou d'accès (8, 20) du raccord (7, 17). 5. Rampe d'injection (16) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le raccord (7) fait partie intégrante d'un élément de raccord (17).