Brevet FR2899949A1 — publié le 20071019

Electrovanne de régulation de pression La présente invention concerne une électrovanne de régulation de pression comprenant classiquement un sous-ensemble électrique muni d'une bobine et sa culasse associé à un sous-ensemble hydraulique. Celui-ci comporte à titre principal un siège traversé par un conduit reliant deux circuits de fluide respectivement amont et aval, des moyens d'obturation dudit conduit, un poussoir coulissant dans une pièce polaire et qui actionne ces moyens d'obturation, et un noyau mobile solidaire du poussoir dont le déplacement est contrôlé par la bobine. Ces pièces sont par exemple utilisées dans des systèmes d'injection directe de carburant pour moteurs thermiques du type à rail commun, dans lesquelles elles ont une fonction de contrôle de la pression d'injection : dès lors que celle-ci excède un seuil prédéterminé, du fluide est déchargé du rail et renvoyé vers le réservoir de carburant du véhicule. Elles sont en fait directement montées sur ledit rail commun, à l'intérieur duquel le carburant est porté à très haute pression à l'aide d'une pompe à haute pression, en vue d'alimenter les injecteurs du moteur. II s'agit en l'espèce d'une électrovanne ouverte au repos, c'est-à-dire que le poussoir et les moyens d'obturation ne sont pas plaqués contre le siège de la vanne à courant nul. L'ensemble noyau / poussoir est maintenu, par des moyens de rappel, à distance de la pièce polaire, créant un entrefer initial eo dont la largeur doit être maîtrisée pour assurer un fonctionnement correct aussi bien à bas débit qu'à haut débit. Si cet entrefer eo est trop important, il ne se passe rien dans les faibles valeurs de courant, et il faut au contraire un courant élevé pour que le noyau se déplace à partir de sa position de repos vers une position de travail, position dans laquelle l'entrefer est sensiblement moins élevé. L'effort électromagnétique correspondant multiplie brusquement sa valeur par un facteur n, et la section de passage du fluide chute rapidement, provoquant une augmentation brutale de pression dans le circuit amont. Ladite pression passe soudainement par exemple de quelques bars à 1000 bars ou plus. Afin d'éviter ce saut de pression, il faut que l'entrefer initial eo soit proche de la position de travail à l'équilibre de l'électrovanne. Dans cette hypothèse, les variations de section et d'effort sont limitées et le saut de pression reste faible. L'électrovanne commence en fait à répondre à des courants plus faibles. Un réglage initial de l'entrefer, pour atteindre cet objectif, permet donc à titre principal d'assurer que l'effort de l'électroaimant soit maîtrisé, et il maintient en outre une dispersion minimale, à la fabrication, entre vannes. Jusqu'ici, ce réglage était effectué en interposant une cale d'épaisseur variable sélectionnée entre le siège de l'électrovanne et la pièce polaire dans laquelle coulisse le poussoir. Dans une optique de process industriel, l'utilisation de cales à sélectionner individuellement, pour l'assemblage d'électrovannes selon des mesures faites au cours d'étapes précédentes, n'est cependant guère favorable notamment sous un angle économique. L'invention remédie à cet inconvénient, en proposant une configuration qui peut être réalisée intégralement en ligne lors de l'assemblage de l'électrovanne, et ne nécessite pas de pièce supplémentaire. Selon l'invention, l'électrovanne de régulation de pression de l'invention, comprenant classiquement un sous-ensemble hydraulique comportant un siège traversé par un conduit reliant deux circuits de fluide, des moyens d'obturation dudit conduit, un poussoir coulissant dans une pièce polaire et actionnant lesdits moyens d'obturation, un noyau mobile solidaire du poussoir et dont le déplacement est contrôlé par la bobine, des moyens de rappel de l'ensemble noyau / poussoir en position ouverte à courant nul et un capuchon de fermeture du sous-ensemble hydraulique définissant avec ladite pièce polaire un espace clos dans lequel peut coulisser l'ensemble noyau / poussoir, se caractérise à titre principal en ce que le capuchon comporte un logement débouchant dans l'espace de coulissement de l'ensemble noyau / poussoir, dans lequel est enfoncé un organe de réglage dépassant dudit logement de manière à constituer une butée axiale pour l'ensemble noyau / poussoir, la distance de dépassement de l'organe de réglage définissant la largeur de l'entrefer à courant nul et étant réglable par variation de la force d'enfoncement. L'originalité de l'invention réside dans l'utilisation d'un organe dont la position est réglable en fonction de mesures faites au cours de l'assemblage de l'électrovanne, simplement en graduant l'effort d'enfoncement, c'est-à-dire en procédant à une opération facilement mise en oeuvre dans une optique d'automatisation de chaînes de montage. De préférence, l'organe de réglage est une bille. La réalisation de l'automatisation de l'enfoncement d'une bille dans un logement, avec les différentes manipulations qu'elle implique, n'est en particulier guère problématique. Plus précisément, selon l'invention, les moyens de rappel consistent en un 35 ressort interposé entre le noyau et l'épaulement de fond d'un logement pratiqué, dans la pièce polaire, en périphérie de l'alésage permettant le passage du poussoir dans ladite pièce. L'électrovanne de régulation étant à position ouverte à courant nul, il convient bien entendu que l'effort de rappel soit orienté en sens inverse du sens de fermeture de l'électrovanne. C'est la raison pour laquelle ce ressort est interposé entre la pièce polaire et le noyau, ménageant un entrefer variable selon l'intensité du courant de la bobine au cours du fonctionnement. La présente invention concerne également un procédé de réglage à courant nul de la largeur de la distance entre le noyau et la pièce polaire, au cours de l'assemblage d'une électrovanne de régulation de pression telle que décrite ci-dessus comportant une bille de fermeture interposée entre l'extrémité du poussoir et le siège de l'électrovanne. Selon l'invention, ce procédé se caractérise à titre essentiel par les étapes 10 suivantes : - introduction de la bille de fermeture dans le corps constitué de la pièce polaire solidarisée au siège, ledit corps étant orienté verticalement de telle sorte que la bille vienne au contact dudit siège par gravité ; mesure de la distance d, entre le haut de la bille et la face de la pièce 15 polaire prévue pour être en regard du noyau mobile ; emmanchement du poussoir dans le noyau jusqu'à ce que la distance entre la face du noyau destinée à venir en regard de la pièce polaire et b zone de contact bille / poussoir soit égale à d, + e,, e, étant un entrefer de travail prédéterminé ; 20 - introduction du ressort dans son logement périphérique à l'alésage de la pièce polaire, suivie de l'introduction de l'ensemble poussoir / noyau dans ledit alésage ; mesure de la distance d2 entre la surface d'extrémité supérieure du poussoir et un épaulement périphérique externe de la pièce polaire 25 pour le positionnement du capuchon de fermeture sur ladite pièce ; enfoncement de l'organe de réglage dans le logement du capuchon jusqu'à ce qu'à une distance d4 mesurée entre le bord du capuchon, ou d'un tube qui lui est fixé, et l'extrémité libre de la bille atteigne une valeur correspondant à la somme de la distance d2 et d'une levée initiale lo 30 prédéterminée ; mise en place et soudage du capuchon. La distance entre le noyau et la pièce polaire correspond en fait à la somme de deux valeurs que le procédé de l'invention permet de régler : un entrefer qui permet de diminuer la dispersion et de maîtriser l'effort, et une levée lo qui 35 permet de rester proche de la zone de travail et diminue le saut à courant faible. L'organe de réglage est à nouveau, de préférence, une bille. D'autres formes pourraient cependant tout aussi bien être utilisées. L'ensemble des étapes du procédé sont automatisables, avec un gain de temps non négligeable puisqu'il n'est plus nécessaire d'introduire une pièce supplémentaire sélectionnée selon les résultats des mesures. L'invention va à présent être décrite plus en détail, en référence aux figures 5 annexées, pour lesquelles : la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'une électrovanne selon l'invention ; et La figure 2 montre la même vue en coupe, avec indication des distances mesurées en vue de la mise en oeuvre du procédé de l'invention. 10 En référence à la figure 1, le sous-ensemble ou bloc électromagnétique est référencé (1), et le sous-ensemble ou bloc hydraulique est référencé (2). Le bloc électromagnétique (1) comporte à titre principal une bobine (3) enroulée autour d'une culasse magnétique (4), l'ensemble étant surmoulé. Un connecteur (5) permet le raccordement de l'électrovanne à l'aide des picots conducteurs (6). 15 Le bloc hydraulique (2) comprend un siège (7) pour une bille (8) permettant d'obturer un conduit (9) reliant la partie amont (10) du circuit hydraulique à une partie aval (11). La bille (8) est maintenue au contact du siège par un poussoir (12) solidarisé au noyau mobile (13) coulissant à l'intérieur du bloc hydraulique (2). Un ressort (14) permet d'exercer une force de rappel sur le noyau (13). Le 20 ressort (14) s'appuie, outre sur le noyau mobile (13), sur un épaulement interne d'un logement (15) pratiqué à la périphérie de l'alésage d'une pièce polaire (19). Un capuchon (16) ferme le volume du bloc hydraulique (2) en association avec un tube cylindrique (17) auquel il est soudé, et dont l'autre extrémité est fixée (par exemple également par soudage) au niveau d'un épaulement 25 externe (18) de la pièce polaire (19). C'est dans cette pièce polaire (19) que sont pratiqués les canaux d'évacuation (20) permettant de rejeter le fluide à destination du réservoir de carburant. Le bloc hydraulique (2) est muni d'un filetage externe (21) permettant la fixation à un filetage interne prévu dans l'orifice de raccordement au rail commun. 30 Un joint torique (22) assure l'étanchéité avec l'extérieur. Une rondelle de blocage (23), par exemple en inox, assure la fixation axiale du bloc hydraulique (2) dans le bloc électromagnétique (1). Cette rondelle (23) est reliée à force sur le capuchon (16) par une liaison à arc-boutement de sa partie médiane, par exemple composée d'un certain nombre de languettes. 35 Le capuchon (16) comporte un logement (24) dans lequel est enfoncée une bille (25). Selon une possibilité, le logement (24) peut être en réalité un orifice traversant le capuchon (16). La figure 2 donne simplement les côtes et les longueurs permettant de comprendre la rnise en oeuvre du procédé de montage de l'invention. Au moment de l'assemblage, qui s'effectue dans l'orientation qui est montrée dans la figure, la bille (8) est déposée de telle sorte qu'elle repose par gravité au contact du siège (7), obstruant sans pression l'orifice (9). On procède alors à la mesure de la distance d, existant entre le haut de cette bille (8) et la surface supérieure de la pièce polaire (19). Au cours de l'emmanchement contrôlé du poussoir (12) dans le noyau (13), la distance entre la face du noyau (13) destinée à venir en regard de la pièce polaire (19) et la zone de contact bille (8) / poussoir (12), à l'extrémité de ce dernier, est mesurée de telle sorte qu'elle soit égale à d, plus une valeur e, qui est une valeur d'entrefer de travail choisie à l'avance. Le ressort (14) est introduit dans son logement (15), puis l'ensemble poussoir (12) i noyau (13) est à son tour inséré dans l'alésage de la pièce polaire (19), jusqu'à venir en contact avec l'extrémité supérieure de la bille (8). II est alors procédé à la mesure de la distance d2 séparant l'autre face du poussoir (13) et l'épaulement périphérique externe (18) de la pièce polaire (19). La mesure de la distance d4 séparant l'extrémité libre de la bille (25) et la bordure extérieure du tube (17) est ensuite effectuée. L'enfoncement de l'organe de réglage, en l'occurrence la bille (25), dans le logement (24) s'effectue jusqu'à ce que la distance d4 atteigne la somme de d2 et de Io, valeur de levée initiale répondant aux critères énoncés auparavant. Lorsque c'est le cas, le capuchon (16) auquel a été soudé le tube (17) est enfoncé jusqu'à ce que le chant d'extrémité libre dudit tube (17) arrive au contact de l'épaulement (18) de la pièce polaire (19), auquel il est soudé. L'invention ne se limite pas aux exemples illustrés par les figures précédentes, qui ne montrent en effet qu'un simple exemple de mise en oeuvre. REVENDICATIONS 1. Electrovanne de régulation de pression comprenant un sous-ensemble électrique (1) muni d'une bobine (3) et sa culasse (4), associé à un sous-ensemble hydraulique (2) comportant un siège (7) traversé par un conduit (9) reliant deux circuits de fluide respectivement amont (10) et aval (11), des moyens d'obturation (8) dudit conduit (9), un poussoir (12) coulissant dans une pièce polaire (19) et actionnant lesdits moyens d'obturation (8), un noyau mobile (13) solidaire du poussoir (12) et dont le déplacement est contrôlé par la bobine (3), des moyens de rappel (14) de l'ensemble noyau (13) / poussoir (12) en position ouverte à courant nul et un capuchon (16) de fermeture du sous-ensemble hydraulique (2) définissant avec ladite pièce polaire (19) un espace clos dans lequel peut coulisser l'ensemble noyau (13) / poussoir (12), caractérisée en ce que le capuchon (16) comporte un logement (24) débouchant dans l'espace de coulissement de l'ensemble noyau (13) / poussoir (12), dans lequel est enfoncé un organe de réglage (25) dépassant dudit logement (24) de manière à constituer une butée axiale pour l'ensemble noyau (13) / poussoir (12), la distance de dépassement de l'organe de réglage fixant la largeur de l'entrefer (e,) à courant nul et étant réglable par variation de la force d'enfoncement. 2. Electrovanne de régulation de pression selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'organe de réglage est une bille (25). 3. Electrovanne de régulation de pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de rappel consistent en un ressort (14) interposé entre le noyau (13) et l'épaulement de fond d'un logement (15) pratiqué, dans la pièce polaire (19), en périphérie de l'alésage permettant le passage du poussoir (12) dans ladite pièce polaire (19). 4. Procédé de réglage à courant nul de l'épaisseur de la distance entre le noyau (13) et une pièce polaire (19), au cours de l'assemblage d'une électrovanne de régulation de pression selon les revendications précédentes comportant une bille de fermeture (8) interposée entre une extrémité du poussoir (12) et le siège (7) de l'électrovanne, caractérisé par les étapes suivantes : - introduction de la bille de fermeture (8) dans le corps constitué de la pièce polaire (19) solidarisée au siège (7), ledit corps étant orientéverticalement de telle sorte que la bille (8) vienne au contact dudit siège (7) par gravité ; - mesure de la distance d, entre le haut de la bille (8) et la face de la pièce polaire (19) prévue pour être en regard du noyau mobile (13) ; emmanchement du poussoir (12) dans le noyau (13) jusqu'à ce que la distance entre la face du noyau (13) destinée à venir en regard de la pièce polaire (19) et la zone de contact bille (8) / poussoir (12) soit égale à d, + e,, e, étant un entrefer de travail prédéterminé ; introduction du ressort (14) dans son logement (15) de l'alésage de la pièce polaire (19), puis de l'ensemble poussoir (12) / noyau (13) dans ledit alésage ; mesure de la distance d2 entre la surface d'extrémité supérieure du poussoir (13) et un épaulement (18) périphérique externe de la pièce polaire (19) pour le positionnement du capuchon (16) de fermeture sur ladite pièce (19) ; enfoncement de l'organe de réglage (25) dans le logement (24) du capuchon (16) jusqu'à ce qu'une distance d4 mesurée entre le bord du capuchon (16), ou d'un tube (17) qui lui est fixé, et l'extrémité libre de la bille (25) atteigne une valeur correspondant à la somme de la distance d2 et d'une levée initiale lo prédéterminée ; - mise en place et soudage du capuchon (16). 5. Procédé de réglage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe de réglage est une bille (25).