Brevet FR2864916A1 — publié le 20050715

L'invention concerne la réalisation de canaux dans un dispositif d'injection de carburant, et plus particulièrement l'ébavurage de l'embouchure d'un canal dans une cavité. Ainsi qu'on le sait, l'injection de carburant dans un moteur se fait sous une pression de plus en plus importante. Ainsi, dans le domaine des moteurs diesel, on utilise actuellement des pressions de l'ordre de 1500 bars, et on en est à envisager des pressions pouvant aller au-delà des 2000 bars. De telles pressions sont notamment recherchées pour améliorer les performances des moteurs, y compris du point de vue incidence sur l'environnement. En fait, on a tendance à rechercher des pressions plus élevées pour les moteurs diesel (le dispositif d'injection est alors couramment appelé rail , souvent fabriqué en acier ou analogue) que pour les moteurs à essence (le dispositif d'injection est alors couramment appelé rampe , couramment fabriqué en aluminium ou analogue). Un dispositif d'injection est en pratique un corps comportant des canaux débouchant dans une cavité, et les pressions utilisées imposent qu'il y ait un bon ébavurage à l'embouchure des canaux dans la cavité, pour éviter tout détachement de particules en cours de service, tels que des copeaux d'usinage. Diverses procédures ont été fixées à cet effet, dont une procédure dite d'ébavurage chimique, dont le principe est présenté à la figure 1. Sur cette figure sont représentés un corps 1 comportant un canal 2 débouchant dans un canal plus grand 3. Le canal 2 est en pratique réalisé au moyen d'un foret, et un ébavurage est utile pour arrondir, ou chanfreiner, l'arête à l'embouchure de ce canal 2 dans le canal 3. Pour ce faire, une électrode 4 est engagée dans le canal qui vient d'être réalisé jusqu'à présenter son extrémité dénudée 4A au niveau de l'embouchure à ébavurer. Cette électrode est portée à un potentiel négatif tandis que le corps 1 est un potentiel positif tandis que les canaux 2 et 3 sont remplis d'un électrolyte maintenu en recirculation de manière à assurer une bonne évacuation des débris d'ébavurage chimique. Cette solution donne de très bons résultats et est largement utilisée avec satisfaction. Toutefois, elle présente des inconvénients et des limites. C'est ainsi que, compte tenu de ce que la distance entre l'extrémité de l'électrode négative (cathode) et l'arête à ébavurer doit être contrôlée avec précision, il faut disposer d'une géométrie d'électrode pour chaque diamètre possible de perçage. II faut aussi pouvoir contrôler avec précision la profondeur à laquelle l'extrémité de cette électrode est engagée. De plus et surtout, cette procédure n'est valable qu'au dessus d'un seuil de diamètre de canal, puisqu'il faut pouvoir manipuler avec précision une électrode de plus petit diamètre que celui du canal en cours de finition. Or la tendance à augmenter les pressions d'injection s'accompagne d'une tendance à réduire les diamètres des canaux d'injection (plus le diamètre est petit, plus la pression est importante). A titre indicatif, on cherche aujourd'hui à réaliser des canaux de diamètre sensiblement inférieur à 4 mm. C'est pourquoi il existe actuellement le besoin de disposer d'une procédure d'ébavurage chimique qui se prête à une grande gamme de diamètre, tout en étant simple et aisé à mettre en oeuvre, même avec des diamètres très faibles, en profitant autant que possible du savoir-faire développé avec les procédures actuelles. L'invention propose à cet effet un procédé de production d'un canal dans un dispositif d'injection de carburant selon lequel on réalise, dans le corps de ce dispositif, un canal débouchant par une embouchure dans une cavité, on dispose une électrode dans la cavité, cette électrode étant munie d'une zone dénudée en regard de cette embouchure, et on applique une différence de potentiel entre ce corps et cette électrode, en présence d'un électrolyte en circulation dans la cavité en sorte d'ébavurer par électro-érosion chimique la périphérie de cette embouchure. Il mérite d'être noté que, l'homme de métier avait l'habitude de vouloir situer l'électrode négative dans le canal qui venait d'être percé, en profitant de ce qu'il est en principe plus facile de positionner une tige (l'électrode) dans un petit canal que dans une grande cavité, et qu'il n'est pas nécessaire de prendre en considération la géométrie du canal dans lequel le petit canal débouche. Bien entendu il faut, selon le procédé selon l'invention, utiliser une nouvelle géométrie d'électrode, avec des zones dénudées disposées en des endroits précis de la périphérie (il s'agit avantageusement de saillies latérales). Il est pourtant apparu que le fait de disposer l'électrode d'ébavurage chimique, non plus dans le petit canal, mais dans la cavité dans laquelle débouche ce canal, pouvait se faire de manière fiable, tout en garantissant un bon positionnement d'une portion dénudée de cette électrode en regard de l'embouchure de ce petit canal. C'est ainsi que, selon une première forme de réalisation de l'invention, la portion dénudée de l'électrode utilisée a sensiblement les mêmes dimensions qu'une extrémité dénudée selon les procédures classiques, donc avec notamment un diamètre sensiblement inférieur à celui du canal dont l'embouchure est à ébavurer. En effet, pour assurer l'ébavurage de l'arête définissant l'embouchure du petit canal dans la cavité en sorte de simplement arrondir la transition entre les surfaces de ce canal et de cette cavité, il est important que la portion dénudée de l'électrode négative soit à des distances similaires des surfaces internes du petit canal et de la cavité reliées par cette arête. Toutefois, selon une caractéristique tout particulièrement avantageuse de l'invention, la portion dénudée de l'électrode a des dimensions au moins égales à celles de la section du canal qui débouche. Il est en effet apparu, contrairement à ce que l'homme de métier aurait pu penser, que l'éventuelle formation d'un lamage autour de l'embouchure du canal dans la cavité n'implique pas de dégradation sensible de la tenue à la pression, ou à la corrosion, du corps dans lequel cette cavité et ce canal sont ménagés. Bien entendu, la tenue à la pression du corps implique que le raccord entre le lamage et la surface environnante de la cavité soit aussi correctement arrondie, mais l'expérience a confirmé qu'il en était bien ainsi, lorsqu'on utilisait, dans la cavité, une électrode présentant une saillie de dimensions au moins de l'ordre de celles de l'embouchure à ébavurer. Il y avait en fait une tendance à considérer qu'il fallait minimiser toutes les perturbations à la surface de la cavité susceptibles de conduire à dégrader la tenue mécanique ou la tenue à la corrosion du corps, mais il est apparu que les lamages auxquels peut conduire l'utilisation d'une zone dénudée de taille au moins égale à celle de l'embouchure d'un canal étaient sans incidence notable. Bien entendu, il est souhaitable de maintenir la profondeur d'un tel lamage à un faible niveau, par exemple à une fraction de millimètre, typiquement à de l'ordre d'un dixième de millimètre. Plus généralement, la profondeur de ce lamage peut être comprise entre de l'ordre du centième de millimètre et quelques millimètres. Une conséquence importante est qu'il est donc possible de choisir pour les portions dénudées des géométries variées, permettant par exemple de minimiser les contraintes de fabrication de ces nouvelles électrodes. Par ailleurs, il devient possible, si on le souhaite, d'utiliser une même géométrie d'électrode pour plusieurs diamètres de canaux. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, on utilise une même électrode pour, simultanément, ébavurer chimiquement plusieurs embouchures de canaux dans une même cavité, ce qui conduit à une réduction sensible de coût. Cette électrode unique peut ainsi comporter une rangée longitudinale de zones dénudées. Elle peut aussi comporter une couronne de telles zones dénudées pour ébavurer en une fois les embouchures d'une pluralité annulaire de canaux disposés autour de l'axe longitudinal de l'électrode. Mais l'électrode unique peut aussi comporter une nervure annulaire, en profitant de ce que la géométrie de la zone dénudée peut être définie assez librement, indépendamment de la géométrie précise des canaux; c'est ainsi qu'il peut y avoir continuité entre les zones dénudées destinées à coopérer avec chaque embouchure. La cavité peut être un canal de section constante, et ouvert à ses extrémités. II peut aussi s'agir d'une poche en cul de sac, dont l'accès peut avoir une section inférieure à celle de la poche à l'endroit des embouchures à ébavurer. Il est alors possible d'utiliser une électrode latéralement extensible, propres à rapprocher, transversalement à l'axe, les zones dénudées des embouchures à ébavurer. C'est ainsi que, selon des caractéristiques avantageuses de l'invention, éventuellement combinées: - cette zone dénudée a des dimensions inférieures à celles de 15 l'embouchure, - cette zone dénudée a des dimensions au moins égales à celles de l'embouchure, l'électro-érosion de la périphérie de cette embouchure conduisant à l'apparition d'un lamage sur au moins une partie de cette périphérie, - les dimensions de cette zone dénudée sont globalement comprises entre une fois et deux fois celle de l'embouchure à ébavurer, - l'électro-érosion est conduite jusqu'à une profondeur maximale du lamage pouvant atteindre plusieurs millimètres, par exemple de l'ordre du dixième de millimètre, - la profondeur du lamage est égale ou supérieure à de l'ordre du centième de millimètre, - on munit l'électrode de plusieurs zones dénudées et on réalise simultanément l'ébavurage électro-chimique de plusieurs embouchures de canaux débouchant dans la cavité, - on réalise simultanément l'ébavurage de plusieurs embouchures décalées longitudinalement dans la cavité, - on réalise simultanément l'ébavurage de plusieurs embouchures décalées radialement autour d'un axe longitudinal de la cavité, - pour ébavurer simultanément plusieurs embouchures décalées radialement on ménage sur l'électrode une nervure annulaire formant 5 l'ensemble des zones dénudées. L'invention propose en outre, pour la mise en oeuvre du procédé, une électrode comportant au moins une zone dénudée en saillie transversale. Selon des caractéristiques préférées de cette électrode, éventuellement combinées: - elle comporte une pluralité de saillies dénudées décalées longitudinalement le long de l'axe de cette électrode, - elle comporte une pluralité de saillies dénudées décalées angulairement autour de l'axe longitudinal de cette électrode, - la pluralité de saillies forme une nervure annulaire continue, - les saillies décalées angulairement sont mobiles radialement. L'invention propose en outre un dispositif d'injection dont le corps comporte une cavité dans laquelle débouche au moins un canal, caractérisé en ce que l'embouchure de ce canal dans la cavité est entourée, sur au moins une partie de sa périphérie, par un lamage bordé par des zones arrondies de raccordement aux surfaces environnantes. Selon d'autres caractéristiques préférées, éventuellement combinées: dans cette cavité débouchent plusieurs canaux décalés longitudinalement dont l'embouchure est entourée par un lamage, - dans cette cavité débouchent plusieurs canaux décalés angulairement dont l'embouchure est entourée par un lamage, - l'embouchure a, avec le lamage, des dimensions comprises entre une fois et trois fois les dimensions du canal, - le lamage a une profondeur d'au plus quelques millimètres, par 30 exemple de l'ordre du dixième de millimètre, - le lamage a une profondeur égale ou supérieure à de l'ordre du centième de millimètre, - la cavité est un canal de section constante, - la cavité est une poche en cul de sac. Des objets, caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, donnée à titre d'exemple illustratif non limitatif, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'un procédé classique d'ébavurage chimique, la figure 2 est une représentation schématique d'un procédé d'ébavurage chimique selon l'invention, - la figure 3 est une représentation schématique d'un autre procédé d'ébavurage chimique selon l'invention, la figure 4 est une vue agrandie de l'embouchure d'un canal dans une cavité, ébavurée selon le procédé de la figure 3, la figure 5 est une représentation schématique d'un autre procédé selon l'invention pour l'ébavurage simultané de plusieurs embouchures, la figure 6 en est une variante, et la figure 7 en est une autre variante. La figure 2 représente un mode de réalisation du procédé de l'invention, selon lequel, dans un corps 10 dans lequel ont été préalablement réalisés une cavité 13 et un canal 12, on met une électrode négative 14, non plus dans ce canal 12, mais dans la cavité 13, en principe de plus grande taille que le canal. Cette électrode comporte une zone dénudée 14A, de préférence constituée d'une saillie. Cette saillie, telle que représentée, est une plus faible hauteur que l'extrémité dénudée 4A de la figure 1, mais une largeur à peine plus importante. En effet, cette saillie a des dimensions inférieures à celles de l'embouchure à ébavurer. Cette électrode et le corps sont mis à des potentiels appropriés pendant un temps approprié, tandis que circule un électrolyte donné dans des conditions appropriées (toutes ces conditions opératoires sont à la portée de l'homme de métier, à la lumière de son savoir-faire développé avec la procédure classique). A titre d'exemple, ces conditions opératoires sont les suivantes: différence de potentiel: durée de l'ébavurage: nature de l'électrolyte: Comme dans le cas de la figure 1, on obtient à la périphérie de l'embouchure du canal, un arrondi de rayon R typiquement de l'ordre du dixième de millimètre. Le corps 10 peut, selon les applications, être en alliage léger, par exemple en alliage d'aluminium dans le cas d'un dispositif d'injection pour moteur à essence, ou en acier notamment, dans le cas d'un dispositif d'injection pour moteur diesel. La réalisation de la cavité et du canal sont réalisés par tout moyen connu approprié et ne sera pas détaillée ici. La figure 3 représente une variante du procédé décrit à propos de la figure 2, en ce sens qu'on utilise une électrode 24 dont la saillie 24A est de dimensions au moins égales à celles de l'embouchure à ébavurer (les éléments de cette figure 3 qui sont analogues à ceux de la figure 2 sont désignés par des signes de référence qui s'en déduisent par addition du nombre 10. On peut noter que, à la différence du canal 12 qui est de section constante, le canal 22 comporte un tronçon de grand diamètre 22A et un tronçon de plus petit diamètre 22B, ayant typiquement le même diamètre que le canal 12. A titre d'exemple, le diamètre du tronçon 22A est de 4 mm, tandis que celui du tronçon est de 1 mm (à quelques dixièmes près). La mise en oeuvre de conditions opératoires analogues à celles utilisées pour la figure 3 conduit, à la liaison entre la surface du canal et celle de la cavité, à une creusure 26 qui est représentée à plus grande échelle à la figure 4. Plus précisément, on observe qu'il y a, à l'extrémité inférieure du canal 22B, un arrondi 26A, en principe analogue à celui à celui de la figure 2 (il a ici un rayon de courbure de 0.2 mm). Cet arrondi se raccorde à un méplat ou à une forme arrondie quelconque, désigné sous le terme de lamage, 26B qui entoure l'embouchure bordée par l'arrondi 26A. Ce lamage se raccorde à la surface interne de la cavité 23 par un deuxième arrondi 26C, par exemple de courbure sensiblement égale à celle de l'arrondi 26A. Ce lamage peut avoir une profondeur allant de l'ordre du centième de millimètre jusqu'à quelques millimètres. Le détail de la figure 4 est pris parallèlement à l'axe de la cavité ; il est clair que, en fonction de la forme choisie pour la saillie 24A de l'électrode, cette forme est plus ou moins modifiée dans d'autres plans de coupe du corps 20 passant par l'axe du canal 22. On peut noter que le lamage 26B, est de faible profondeur, notamment par rapport au diamètre du canal, et qu'il n'est bordé d'aucune arête vive. C'est pourquoi on peut comprendre que des essais ont pu conduire à la conclusion que ces lamages n'ont pas d'incidence sur la tenue en pression ou à la corrosion du corps d'injection 20. Les figures 1 à 3 correspondent à des cas où la cavité est un canal de section constante, dans lequel les canaux sont décalés longitunalement. On comprend aisément que, à la différence du cas de la figure 1, les configurations des figures 2 et 3 permettent un ébavurage simultané des embouchures de plusieurs décalés longitudinaux: il suffit de disposer plusieurs saillies dénudées sur l'électrode, selon la même disposition géométrique que les embouchures à ébavurer. Cela est schématisé en pointillés en partie gauche de la figure 3 De même, si plusieurs embouchures sont disposées dans le corps, à un même niveau longitudinal (en d'autres termes, s'il y a plusieurs embouchures simplement décalées angulairement l'une vis-à-vis des autres) il suffit de disposer des saillies dénudées sur l'électrode, selon la même disposition annulaire que les embouchures. Cela est représenté à la figure 5, dans une configuration où la cavité 33 est une poche en cul de sac, dont l'accès, en partie inférieure est de plus faible section que la partie centrale de cette cavité. Les éléments analogues à ceux de la figure 3 sont désignés par des signes de référence qui se déduisent de ceux de la figure 3 par addition du nombre 10. La cavité 33 étant de courte longueur, les divers canaux sont disposés radialement par rapport à l'axe longitudinal de cette cavité (vertical sur cette figure 5) ; on distingue ainsi, sur cette figure, deux canaux disposés diamétralement en regard, respectivement désignés par 32 et 32'. La réalisation d'un tel corps de dispositif d'injection, avec une cavité en cul de sac et des canaux disposés radialement est connue en soi d'après le document WO-99/60263 ou son équivalent US-6196192 et ne sera pas détaillée ici. Selon l'invention, on engage dans la cavité une électrode 34, munie de zones dénudées 34A et 34A', jusqu'à positionner ces zones dénudées, ici constituées de saillies, aussi précisément que possible en regard des embouchures des canaux (il peut donc y en avoir en avant et en arrière du plan de la figure). On applique à l'électrode 34 un potentiel négatif tandis que le corps 30 est mis à un potentiel positif tout en faisant circuler dans la cavité, tout autour de l'électrode 34, un électrolyte connu approprié : on obtient simultanément un ébavurage de toutes les embouchures des canaux en regard desquels ont été disposés des saillies 34A ou 34A'... La figure 6 représente une variante de réalisation de l'électrode tous les autres éléments du corps étant identiques. Cette électrode, notée 44, comporte en regard des embouchures des canaux, non plus une pluralité annulaire de saillies dénudées individuelles, mais une nervure dénudée continue 44A. De la sorte, il n'est plus nécessaire de chercher à positionner avec une grande précision angulaire cette électrode. II est pourtant apparu que le phénomène d'ébavurage obtenu est tout à fait similaire à celui obtenu avec l'électrode 34 de la figure 5. La figure 7 représente une variante de réalisation de l'électrode, tous les autres éléments du corps étant identiques. Cette électrode 54 est transversalement déformable, en ce sens que les saillies 54A et 54A' sont mobiles radialement, ici à l'encontre d'un ressort de rappel 55. Plus précisément, chaque saillie est disposée à l'extrémité d'une biellette et, par action sur l'extrémité 56 commune à ces biellettes, par exemple au moyen d'un coulisseau mobile le long du corps 57de cette électrode, on peut forcer l'écartement des saillies. Une électrode permet ainsi de disposer les saillies à une distance quelconque appropriée des embouchures à ébavurer, indépendamment de la section de passage de l'orifice d'accès à la cavité. Comme précédemment, l'ébavurage simultané des embouchures des divers canaux est réalisé, en adoptant les conditions opératoires appropriées. Ce qui précède a été présenté à propos de la production de canaux d'injection au sein d'un dispositif d'injection de carburant, mais cela se généralise à tout autre canal dans un dispositif d'injection, et même à la réalisation à tout dispositif comportant un canal dont l'embouchure dans une cavité doit être ébavurée avec soin. On appréciera que les dimensions des saillies dénudées sont de préférence entre une fois et deux fois (avantageusement entre une fois et une fois et demie) celle des embouchures à ébavurer, et que l'embouchure, après ébavurage, a une dimension valant, avec le lamage, entre une fois et demie et trois fois la dimension avant ébavurage (à la figure 4, le rapport est à peine supérieur à 2). REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'un canal dans un dispositif d'injection de carburant selon lequel on réalise, dans le corps (10, 20, 30) de ce dispositif, un canal (12, 22, 32, 32') débouchant par une embouchure dans une cavité (13, 23, 33), on dispose une électrode (14, 24, 34, 44, 54 dans la cavité, cette électrode étant munie d'une zone dénudée (14A, 24A, 34A, 34A', 44A, 54A, 54A'), en regard de cette embouchure, et on applique une différence de potentiel entre ce corps et cette électrode, en présence d'un électrolyte en circulation dans la cavité en sorte d'ébavurer par électro- érosion chimique la périphérie de cette embouchure. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette zone dénudée a des dimensions inférieures à celles de l'embouchure. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que cette zone dénudée a des dimensions au moins égales à celles de l'embouchure, l'électro- érosion de la périphérie de cette embouchure conduisant à l'apparition d'un lamage (26) sur une au moins une partie de cette périphérie. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les dimensions de cette zone dénudée sont globalement comprises entre une fois et deux fois celle de l'embouchure à ébavurer. 5. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'électro-érosion est conduite jusqu'à une profondeur du lamage comprise entre de l'ordre du centième de millimètre et quelques millimètres. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la profondeur du lamage est de l'ordre du centième de millimètre. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, on munit l'électrode de plusieurs zones dénudées (24A, 34A, 34A', 44A, 54A, 54A') et on réalise simultanément l'ébavurage électrochimique de plusieurs embouchures de canaux débouchant dans la cavité. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on réalise (24A) simultanément l'ébavurage de plusieurs embouchures décalées longitudinalement dans la cavité. 9. Procédé selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce qu'on réalise simultanément l'ébavurage (34A, 34A', 44A, 54A, 54A') de plusieurs embouchures décalées radialement autour d'un axe longitudinal de la cavité. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que pour ébavurer simultanément plusieurs embouchures décalées radialement on ménage sur l'électrode une nervure annulaire (44A) formant l'ensemble des zones dénudées. 11. Electrode (14, 24, 34, 44, 54) adaptée à la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, comportant au moins une zone dénudée en saillie transversale (14A, 24A, 34A, 34A', 44A, 54A, 54A') . 12. Electrode selon la revendication 11, caractérisée en ce que elle comporte une pluralité de saillies dénudées (24A) décalées longitudinalement le long de l'axe de cette électrode. 13. Electrode selon la revendication 11 ou la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comporte une pluralité de saillies dénudées(34A, 34A', 44A, 54A, 54A') décalées angulairement autour de l'axe longitudinal de cette électrode. 14. Electrode selon la revendication 13, caractérisée en ce que la pluralité de saillies forme une nervure annulaire continue (44A). 15. Electrode selon la revendication 13, caractérisée en ce que les saillies décalées angulairement (54A, 54A') sont mobiles radialement. 16. Dispositif d'injection comportant, dans un corps (20, 30), une cavité (23, 33) dans laquelle débouche au moins un canal, ce canal étant entouré, sur au moins une partie de sa périphérie, par un lamage (26) bordé de contours arrondis. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que dans cette cavité débouchent plusieurs canaux (22) décalés longitudinalement dont l'embouchure est entourée par un lamage. 18. Dispositif selon la revendication 16 ou la revendication 17, caractérisé en ce que dans cette cavité débouchent plusieurs canaux (32, 32') décalés angulairement dont l'embouchure est entourée par un lamage (26). 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que l'embouchure a, avec le lamage, des dimensions comprises entre une fois et trois fois les dimensions du canal. 20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que le lamage a une profondeur comprise entre de l'ordre du centième de millimètre et quelques millimètres. 21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que le lamage a une profondeur de l'ordre du centième de millimètre. 22. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 21, caractérisé en ce que la cavité (23) est un canal de section constante. 23. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 21, caractérisé en ce que la cavité (33) est une poche en cul de sac.