Brevet FR2925614A1 — publié le 20090626

La présente invention concerne un dispositif de régulation et de maintien de pression destiné à être monté sur un circuit de retour de carburant d'un véhicule automobile à moteur thermique. Il est connu de réaliser, pour un tel circuit de retour de carburant et 5 notamment de retour provenant des injecteurs, un dispositif de régulation et de maintien de pression comprenant : - un corps allongé délimitant un canal d'écoulement de carburant débouchant dans une première ouverture située à une première extrémité du corps et dans une seconde ouverture située à une deuxième extrémité du 10 corps, - un dispositif antiretour disposé dans le canal d'écoulement du corps et agencé pour permettre le passage de carburant de la première ouverture à la seconde ouverture, le dispositif antiretour comportant un siège monté de manière étanche dans le canal d'écoulement du corps, et un 15 obturateur mobile entre une position de fermeture du dispositif antiretour dans laquelle l'obturateur prend appui contre le siège et une position d'ouverture du dispositif antiretour dans laquelle l'obturateur est éloigné du siège, et - un filtre disposé dans le canal d'écoulement du corps entre la première extrémité du corps et le dispositif antiretour. 20 Un tel dispositif permet de maintenir une pression sensiblement constante dans le circuit de retour de carburant pour toutes les conditions de fonctionnement du moteur, ce qui permet d'assurer un fonctionnement optimum des injecteurs. Lorsque le moteur du véhicule automobile est mis à l'arrêt, il est 25 parfois possible que la pression en aval du dispositif antiretour soit supérieure à la pression en amont de celui-ci suite à des changements d'équilibre thermique. Un tel déséquilibre entre les pressions amont et aval du dispositif antiretour peut empêcher un redémarrage à froid du véhicule automobile. Pour pallier ce problème, il est connu de prévoir un ensemble 30 complexe mobile en translation dans le canal d'écoulement du corps et agencé pour assurer un rééquilibrage des pressions en amont et en aval du dispositif antiretour. Un inconvénient majeur dans de tels dispositifs de régulation et de maintien de pression réside en ce que le colmatage temporaire du filtre et 35 principalement à froid peut entraîner une importante augmentation de pression en amont de ce dernier pouvant conduire à une casse d'un des composants du dispositif antiretour ou d'un élément situé en amont de ce dernier. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir un dispositif de régulation et de maintien de pression qui soit de structure simple et qui permette d'éviter un endommagement du dispositif antiretour ou de composants situés en amont de celui-ci. A cet effet, la présente invention concerne un dispositif de régulation et de maintien de pression destiné à être monté sur un circuit de 10 retour de carburant d'un véhicule automobile, comprenant : - un corps allongé délimitant un canal d'écoulement de carburant débouchant dans une première ouverture située à une première extrémité du corps et dans une seconde ouverture située à une deuxième extrémité du corps, 15 - un dispositif antiretour disposé dans le canal d'écoulement du corps et agencé pour permettre le passage de carburant de la première ouverture à la seconde ouverture, le dispositif antiretour comportant un siège monté de manière étanche dans le canal d'écoulement du corps, et un obturateur mobile entre une position de fermeture du dispositif antiretour dans 20 laquelle l'obturateur prend appui contre le siège et une position d'ouverture du dispositif antiretour dans laquelle l'obturateur est éloigné du siège, et - un filtre disposé dans le canal d'écoulement du corps entre la première extrémité du corps et le dispositif antiretour, caractérisé en ce qu'au moins un passage de carburant occultable 25 est ménagé dans le corps ou dans le dispositif antiretour, en ce qu'un joint à lèvre est monté respectivement sur le dispositif antiretour ou sur le corps, la lèvre de ce joint étant agencée pour coopérer avec le corps ou le dispositif antiretour, en ce que le filtre est monté sur le dispositif antiretour, et en ce que le dispositif antiretour est monté mobile en translation axiale dans le canal 30 d'écoulement du corps entre une première position dans laquelle la lèvre du joint occulte l'au moins un passage de carburant et coopère avec le corps ou le dispositif antiretour de manière à permettre l'écoulement de carburant entre le dispositif antiretour et le corps uniquement dans le sens allant de la seconde ouverture à la première ouverture du corps, et une seconde position dans 35 laquelle la lèvre du joint découvre au moins une portion du passage de carburant de manière à permettre l'écoulement de carburant dans le sens allant de la première ouverture à la seconde ouverture du corps, le dispositif antiretour étant soumis à l'action d'un moyen de rappel agencé pour maintenir le dispositif antiretour dans sa première position si la pression en amont du filtre ne dépasse pas une valeur prédéterminée. La présence d'au moins un passage de carburant ménagé dans le corps ou dans le dispositif antiretour et le fait que le dispositif antiretour soit monté mobile en translation axiale dans le canal d'écoulement et que le filtre soit monté sur le dispositif antiretour permettent, lorsque la pression en amont du dispositif antiretour dépasse une valeur prédéterminée due à une obturation du filtre, d'ouvrir le ou les de passage de carburant, et donc d'évacuer une partie du carburant situé en amont du filtre. Cette évacuation de carburant assure une descente rapide de la pression en amont du filtre, et ainsi évite un endommagement du dispositif antiretour ou d'un composant situé en amont de celui-ci. De plus, la fonction de rééquilibrage des pressions en amont et en aval du dispositif antiretour est obtenue selon l'invention directement par l'intermédiaire du joint à lèvre. Il n'est donc pas nécessaire d'utiliser des pièces complexes et coûteuses. II en résulte un dispositif de régulation et de maintien de pression plus simple et moins coûteux. Avantageusement, le dispositif antiretour comprend un corps creux monté sur le siège, le corps creux délimitant avec le siège un logement dans lequel sont disposés l'obturateur et un moyen de rappel agencé pour maintenir l'obturateur dans la position de fermeture du dispositif antiretour, le corps creux comprenant des ouvertures de passage de carburant. De préférence, le moyen de rappel agencé pour maintenir l'obturateur dans la position de fermeture du dispositif antiretour est un ressort prenant appui contre le corps creux et contre l'obturateur. Selon une alternative de l'invention, le moyen de rappel agencé pour maintenir l'obturateur dans la position de fermeture du dispositif antiretour est un ressort prenant appui contre le corps creux et contre un organe de guidage du ressort disposé dans le logement, l'organe de guidage prenant appui contre l'obturateur. Selon un mode de réalisation de l'invention, le corps comprend des moyens de guidage en translation axiale du dispositif antiretour. De préférence, les moyens de guidage comportent des doigts de guidage ménagés sur la surface intérieure du corps et agencés pour guider le corps creux. Avantageusement, le filtre comporte une portion centrale ajourée 5 filtrante et une portion latérale montée sur l'extrémité du siège tournée vers la première ouverture du corps. Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, la portion latérale du filtre comporte au moins une rainure de passage de carburant ménagée sur sa surface extérieure. 10 Avantageusement, le filtre et le joint à lèvre sont réalisés en une seule et même pièce. De préférence, le passage de carburant est ménagé dans le corps et le joint à lèvre est monté sur le siège. Avantageusement, le passage de carburant est une rainure de 15 passage de carburant ménagée sur la surface intérieure du corps. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de ce dispositif de régulation et de maintien de pression. 20 Figures 1 à 3 sont des vues en coupe longitudinale d'un dispositif de régulation et de maintien de pression selon une première forme d'exécution de l'invention, dans des positions de fonctionnement distinctes. Figure 4 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de régulation et de maintien de pression selon une deuxième forme d'exécution de 25 l'invention. Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de régulation et de maintien de pression selon une troisième forme d'exécution de l'invention. Les figures 1 à 3 représentent une première forme d'exécution d'un 30 dispositif de régulation et de maintien de pression 2 destiné à être monté sur un circuit de retour de carburant d'un véhicule automobile. Le dispositif de régulation et de maintien de pression 2 comprend un corps 3 d'allure générale cylindrique allongé délimitant un canal d'écoulement de carburant 4 débouchant dans une première ouverture 5 située 35 à une première extrémité du corps 3 et dans une seconde ouverture 6 située à une deuxième extrémité du corps 3. Le corps 3 comporte des rainures longitudinales de passage de carburant 7 ménagées sur sa surface intérieure. Les rainures de passage 7 sont régulièrement espacées sur la surface intérieure du corps 3. Le dispositif de régulation et de maintien de pression 2 comprend un dispositif antiretour 8 disposé dans le canal d'écoulement 4 du corps 3 et agencé pour permettre le passage de carburant de la première ouverture 5 à la seconde ouverture 6. Le dispositif antiretour 8 comporte un siège tubulaire 9 monté de manière étanche dans le canal d'écoulement 4 du corps 3. L'étanchéité du siège 9 par rapport au corps 3 est réalisé par l'intermédiaire d'un joint à lèvre annulaire 11 monté autour du siège 9. Le joint à lèvre 11 est disposé dans une gorge annulaire 12 ménagée sur la surface extérieure du siège 9. La lèvre 13 de ce joint 11 est agencée pour coopérer avec la surface intérieure du corps 3. Le dispositif antiretour 8 comprend un corps creux 14 à paroi mince monté sur le siège 9. Le corps creux 14 comporte une paroi latérale 15 délimitant trois portions cylindriques successives de différents diamètres et un fond 16. Le corps creux 14 comprend des ouvertures latérales de passage de carburant 17. Le corps creux 14 délimite avec le siège 9 un logement 18 dans lequel sont disposés d'une part un obturateur 19 mobile entre une position de fermeture du dispositif antiretour 8 dans laquelle l'obturateur 19 prend appui contre le siège 9 et une position d'ouverture du dispositif antiretour 8 dans laquelle l'obturateur 19 est éloigné du siège 9, et d'autre part un ressort hélicoïdal 21 de compression agencé pour maintenir l'obturateur 19 dans la position de fermeture du dispositif antiretour 8. L'obturateur 19 est ici de forme allongé et cylindrique et comporte, à son extrémité tournée vers le siège 9, une tête 22 tronconique. L'obturateur 19 comporte une gorge annulaire à proximité de sa tête 22 dans laquelle est disposé un joint torique 23 agencé pour assurer l'étanchéité entre l'obturateur 19 et le siège 9 lorsque l'obturateur 19 prend appui contre le siège 9. Le ressort 21 prend appui contre le fond 16 du corps creux 14 et contre une nervure annulaire 24 ménagée sur la surface extérieure de l'obturateur 19. Le dispositif de régulation et de maintien de pression 2 comporte en outre un filtre 25 disposé dans le canal d'écoulement 4 du corps 3 entre la première extrémité de ce corps 3 et le dispositif antiretour 8. Le filtre 25 comporte une portion centrale ajourée filtrante 26 et une portion latérale cylindrique 27. La portion latérale 27 est montée par complémentarité de forme sur l'extrémité du siège 9 tournée vers la première ouverture 5 du corps 3. La portion latérale 27 comporte des rainures longitudinales de passage de carburant 28 ménagées sur sa surface extérieure. Les rainures de passage 28 sont régulièrement espacées sur la surface extérieure de la portion latérale 27. Le dispositif antiretour 8 est monté mobile en translation axiale dans le canal d'écoulement 4 du corps 3 entre une première position représentée sur la figure 1 dans laquelle la lèvre 13 du joint 11 est située entre la première extrémité du corps 3 et les rainures de passage 7 et coopère avec la surface intérieure du corps de manière à permettre l'écoulement de carburant entre le siège 9 et le corps 3 uniquement dans le sens allant de la seconde ouverture 6 à la première ouverture 5 du corps 3, et une seconde position représentée sur la figure 3 dans laquelle la lèvre 13 du joint 11 découvre une portion des rainures de passage 7 de manière à permettre l'écoulement de carburant dans le sens allant de la première ouverture 5 à la seconde ouverture 6 du corps 3. Le dispositif antiretour 8 est soumis à l'action d'un ressort de rappel hélicoïdal 29 de compression agencé pour maintenir le dispositif antiretour 8 dans sa première position si la pression en amont du filtre 25 ne dépasse pas une valeur prédéterminée. Le ressort 29 prend appui contre un épaulement 31 formé par la paroi latérale 15 du corps creux 14 et contre le corps 3. Il doit être noté que tous les éléments constitutifs du dispositif de régulation et de maintien de pression 2 sont disposés de façon coaxiale. Le fonctionnement du dispositif de régulation et de maintien de pression 2 va maintenant être décrit. Lorsque le moteur thermique d'un véhicule automobile fonctionne, du carburant est injecté dans le moteur par l'intermédiaire d'injecteurs de carburant. Le carburant non injecté dans le moteur par les injecteurs est renvoyé au réservoir de carburant par un circuit de retour de carburant comprenant le dispositif de régulation et de maintien de pression 2. Lorsque le carburant situé au niveau de la première extrémité du corps 3 exerce une force sur l'obturateur 19 supérieure à celle exercée par le ressort 21 sur ce dernier, l'obturateur 19 est déplacé dans la position représentée sur la figure 2. Il en résulte un écoulement du carburant de la première ouverture 5 à la seconde ouverture 6 du corps 3 par l'intermédiaire de la portion centrale 26 du filtre 25 et des ouvertures de passage de carburant 17. Lorsque le carburant situé au niveau de la première extrémité du corps 3 exerce une force sur l'obturateur 19 inférieure à celle exercée par le ressort 21 sur ce dernier, l'obturateur 19 reste dans la position représentée sur la figure 1. Il en résulte que le carburant ne peut pas s'écouler de la première ouverture 5 à la seconde ouverture 6 du corps 3. Ainsi, le dispositif antiretour 8 permet de maintenir une pression sensiblement constante dans le circuit de retour de carburant pour toutes les conditions de fonctionnement du moteur. Par conséquent, un fonctionnement optimum des injecteurs est assuré. Lorsque le moteur du véhicule automobile est mis à l'arrêt, il est possible que la pression en aval du dispositif antiretour 8 soit supérieure à la pression en amont de celui-ci. Un tel déséquilibre lié à des variations thermiques entre les pressions amont et aval du dispositif antiretour 8 pourrait empêcher un démarrage à froid du véhicule automobile. Selon l'invention, lorsque la pression en aval du dispositif antiretour 8 est supérieure à la pression en amont de ce dernier, du carburant s'écoule dans les rainures de passage de carburant 7 depuis la seconde ouverture 6 du corps jusqu'au joint à lèvre 11 et exerce une pression sur la lèvre 13 de ce joint 11 de manière à écarter celle-ci de la surface intérieure du corps 3. Le carburant s'écoule donc ensuite entre le corps 3 et le siège 9 en direction de la première ouverture 5 du corps 3 par l'intermédiaire des rainures de passage de carburant 28 ménagées sur la portion latérale 27 du filtre 25. Cet écoulement de carburant permet de rééquilibrer les pressions amont et aval du dispositif antiretour 8 et permet donc un démarrage à froid du véhicule automobile. Parfois, le filtre 25 peut être obturé à basse température par exemple par de la paraffine. Cette obturation du filtre 25 a pour conséquence une augmentation de la pression en amont du filtre. Lorsque cette pression en amont du filtre 25 devient supérieure à la force exercée par le ressort de rappel hélicoïdal 29 sur le corps creux 14, le dispositif antiretour 8 est déplacé dans la position représentée sur la figure 3. Les rainures de passage de carburant 7 ne sont plus occultées et le carburant peut alors s'écouler de la première ouverture 5 à la seconde ouverture 6 du corps 3 par l'intermédiaire des rainures de passage de carburant 28, 7. Ces dispositions assurent un débit de fuite de carburant permettant de limiter l'augmentation de pression en amont du filtre 25 et donc d'empêcher la casse d'un composant du dispositif antiretour 8 ou d'un élément situé en amont du filtre. La figure 4 représente un dispositif de régulation et de maintien de pression 2 selon une deuxième forme d'exécution. Le dispositif de régulation et de maintien de pression 2 représenté sur la figure 4 diffère de celui représenté sur les figures 1 à 3 essentiellement en ce que le joint à lèvre 11 est monté dans une gorge annulaire 30 ménagée sur la surface intérieure du corps 3 et en ce que le corps creux 14 comprend des rainures de passage de carburant 7' ménagées sur sa surface extérieure. La figure 5 représente un dispositif de régulation et de maintien de pression 2 selon une troisième forme d'exécution. Le dispositif de régulation et de maintien de pression 2 représenté sur la figure 5 diffère de celui représenté sur les figures 1 à 3 essentiellement en ce que l'obturateur 19 est une bille sphérique, et en ce que le ressort 21 prend appui contre le corps creux 14 et contre un organe de guidage 32 du ressort 21 disposé dans le logement 18, l'organe de guidage 32 prenant appui contre l'obturateur 19. Dans cette forme d'exécution, le corps 3 comprend des moyens de guidage en translation axiale du dispositif antiretour 8. Ces moyens de guidage comportent des doigts de guidage 33 ménagés sur la surface intérieure du corps 3 et s'avançant vers l'intérieur du disposition antiretour 8, les doigts de guidage étant agencés pour guider le corps creux 14. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif de régulation et de maintien de pression, décrites ci-dessus à titre d'exemples, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. C'est ainsi notamment que les passages de carburant 7, 28 pourraient être des perçages, des saignées ou encores des rainures hélicoïdales sans que l'on sorte du cadre de l'invention. En outre, les rainures de passage 28 pourraient être ménagées sur le corps 3.5 REVENDICATIONS 1. Dispositif de régulation et de maintien de pression (2) destiné à 5 être monté sur un circuit de retour de carburant d'un véhicule automobile, comprenant : - un corps allongé (3) délimitant un canal d'écoulement de carburant (4) débouchant dans une première ouverture (5) située à une première extrémité du corps et dans une seconde ouverture (6) située à une 10 deuxième extrémité du corps, - un dispositif antiretour (8) disposé dans le canal d'écoulement (4) du corps et agencé pour permettre le passage de carburant de la première ouverture (5) à la seconde ouverture (6), le dispositif antiretour comportant un siège (9) monté de manière étanche dans le canal d'écoulement du corps, et 15 un obturateur (19) mobile entre une position de fermeture du dispositif antiretour dans laquelle l'obturateur prend appui contre le siège et une position d'ouverture du dispositif antiretour dans laquelle l'obturateur est éloigné du siège, et - un filtre (25) disposé dans le canal d'écoulement (4) du corps (3) 20 entre la première extrémité du corps et le dispositif antiretour (8), caractérisé en ce qu'au moins un passage de carburant occultable (7, 7') est ménagé dans le corps (3) ou dans le dispositif antiretour (8), en ce qu'un joint à lèvre (11) est monté respectivement sur le dispositif antiretour (8) ou sur le corps (3), la lèvre (13) de ce joint étant agencée pour coopérer avec 25 le corps (3) ou le dispositif antiretour (8), en ce que le filtre (25) est monté sur le dispositif antiretour (8), et en ce que le dispositif antiretour (8) est monté mobile en translation axiale dans le canal d'écoulement (4) du corps entre une première position dans laquelle la lèvre (13) du joint (11) occulte l'au moins un passage de carburant (7, 7') et coopère avec le corps (3) ou le dispositif 30 antiretour (8) de manière à permettre l'écoulement de carburant entre le dispositif antiretour (8) et le corps (3) uniquement dans le sens allant de la seconde ouverture (6) à la première ouverture (5) du corps, et une seconde position dans laquelle la lèvre (13) du joint découvre au moins une portion du passage de carburant (7, 7') de manière à permettre l'écoulement de carburant 35 dans le sens allant de la première ouverture (5) à la seconde ouverture (6) du corps, le dispositif antiretour (8) étant soumis à l'action d'un moyen de rappel(29) agencé pour maintenir le dispositif antiretour dans sa première position si la pression en amont du filtre (25) ne dépasse pas une valeur prédéterminée. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le dispositif antiretour (8) comprend un corps creux (14) monté sur le siège (9), le corps creux délimitant avec le siège un logement (18) dans lequel sont disposés l'obturateur (19) et un moyen de rappel (21) agencé pour maintenir l'obturateur dans la position de fermeture du dispositif antiretour, le corps creux comprenant des ouvertures de passage de carburant (17). 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le moyen de 10 rappel (21) est un ressort prenant appui contre le corps creux (14) et contre l'obturateur (19). 4. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le moyen de rappel (21) est un ressort prenant appui contre le corps creux (14) et contre un organe de guidage (32) du ressort (21) disposé dans le logement (18), l'organe 15 de guidage (32) prenant appui contre l'obturateur (19). 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le corps (3) comprend des moyens de guidage (33) en translation axiale du dispositif antiretour (8). 6. Dispositif selon les revendications 2 et 5, dans lequel les moyens 20 de guidage comportent des doigts de guidage (33) ménagés sur la surface intérieure du corps (3) et agencés pour guider le corps creux (14). 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le filtre (25) comporte une portion centrale ajourée filtrante (26) et une portion latérale (27) montée sur l'extrémité du siège (9) tournée vers la première 25 ouverture (5) du corps (3). 8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel la portion latérale (27) comporte au moins une rainure de passage de carburant (28) ménagée sur sa surface extérieure. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel le 30 filtre (25) et le joint à lèvre (11) sont réalisés en une seule et même pièce. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel le passage de carburant (7) est ménagé dans le corps (3) et le joint à lèvre est monté sur le siège (9). 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le passage de carburant (7) est une rainure de passage de carburant ménagée sur la surface intérieure du corps (3).