Brevet FR3028296A1 — publié le 20160513

DP-321548 DISPOSITIF ANTI ROTATION D'UNE LANCE A CARBURANT DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif anti rotation utilisé dans une lance à carburant alimentant à haute pression un injecteur de carburant. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Dans un moteur à combustion interne une pompe à carburant alimente en carburant à haute pression chaque cylindre du moteur au moyen d'un injecteur à carburant dédié. Typiquement l'injecteur de carburant est monté dans un alésage réalisé dans une culasse de cylindre et une lance à carburant est utilisé pour fournir un raccordement de fluide entre l'injecteur et le conduit d'alimentation provenant de la pompe à carburant. Ce type d'assemblage est connu d'EP0974749 et montré dans la figure 1. Une lance à carburant 10 comprend un membre tubulaire 22 ayant une première extrémité 46 adaptée pour coopérer avec le siège 16 d'un injecteur 12, et une deuxième extrémité 48 qui est formée pour définir un siège tronconique 24. Un écrou de fixation 26 se trouve partiellement à l'intérieur d'une extrémité d'un alésage 20, l'écrou de fixation 26 comprenant une région d'extrémité intérieure 28 adaptée pour coopérer avec le siège 24. L'écrou de fixation 26 comprend une région filetée externe 30. Le filetage 30 est agencé pour coopérer avec des filets de vis formés dans l'extrémité 48 de l'alésage 20. En utilisation l'écrou de fixation 26 est fixé à l'intérieur de l'extrémité 48 de l'alésage 20. L'extrémité intérieure 28 de l'écrou de fixation 26 coopère avec le siège 24 de l'élément tubulaire 22 en appliquant une force de compression contre le membre tubulaire 22 pour former un joint d'étanchéité à la fois entre le membre tubulaire 22 et le siège 16 de l'injecteur 12 et entre l'écrou 26 et le membre tubulaire 22. Le membre tubulaire 22 et l'écrou de fixation 26 comprennent chacun des passages s'étendant axialement et qui définissent ensemble un chemin d'écoulement. Le carburant est en mesure de s'écouler à travers la lance à carburant 10 jusqu'au passage d'alimentation 18 de l'injecteur 12 à partir d'un tuyau de carburant à haute pression 34 fixé à l'écrou de fixation 26 par l'intermédiaire d'un tube standard de fixation 36. Comme illustré sur la figure 1, l'alésage de l'écrou de fixation 26 s'étend axialement et comprend une région de plus grand diamètre qui reçoit un élément de filtre à fente 38 agencé pour filtrer les particules indésirables venant de l'écoulement de carburant vers l'injecteur 12. La culasse 14 comporte un passage 42 qui communique avec l'alésage 20, le passage 42 permettant au carburant à basse pression de s'écouler de l'injecteur 12 à travers l'alésage 20 vers un réservoir de carburant à basse pression (non décrit). L'écrou de fixation 26 comprend un évidement proximale de la région filetée 30 qui positionne un élément d'étanchéité annulaire 32 agencé pour former un joint étanche aux fluides entre l'écrou de fixation 26 et la paroi de la culasse 14 définissant l'alésage 20. Un problème se pose au sujet du dispositif de l'alimentation de carburant à haute pression est que l'étanchéité entre la lance à carburant et la buse d'injection nécessite le serrage d'une vis de fixation dans la culasse et le transfert de la charge de la vis vers la lance à carburant. Ce mécanisme entraîne en outre la rotation des pièces et la génération de particules indésirables sous forme de débris, ce qui pourrait conduire à la contamination du carburant et à l'usure des composants. Pour résoudre ce problème, l'invention consiste en un dispositif anti rotation pour la lance à carburant afin d'empêcher sa rotation à l'intérieur de la culasse et ainsi mieux transmettre la charge voulue. RE SUME DE L'INVENTION La présente invention vise à résoudre les problèmes mentionnés précédemment en proposant une solution simple et facile d'assemblage. Dans ce but, l'invention propose un dispositif anti-rotation d'une lance à carburant. La lance est apte à être agencée dans un alésage s'étendant au travers d'une culasse de cylindre depuis un orifice d'entrée jusqu'à un puits prévu pour recevoir un injecteur de carburant. La lance est adaptée pour permettre à du carburant à haute pression de circuler depuis une bouche d'entrée de la lance jusqu'à la bouche de sortie de la lance coopérant avec la bouche d'entrée de l'injecteur de carburant. La lance à carburant comprend un écrou destiné à être vissé dans un orifice d'entrée de l'alésage et un membre tubulaire comprimé entre le dit écrou et l'injecteur. La lance comprend de plus le dispositif anti rotation apte à interdire la rotation du membre tubulaire lorsque l'écrou est vissé. Le dispositif anti rotation est un élément élastique se déformant dès le début de la rotation de l'écrou de sorte à se bloquer entre le membre tubulaire et la paroi interne de l'alésage et ainsi à interdire la rotation du membre tubulaire. De plus l'élément élastique est apte à être agencé entre la lance et l'alésage. Dans un premier mode de réalisation, l'élément élastique est un ressort de torsion enroulé en hélice cylindrique autour du membre tubulaire. De plus le ressort de torsion comprend un ergot à une extrémité, l'ergot ancré dans une rainure pratiqué dans l'alésage proximale de la bouche d'entrée de l'alésage. Un second mode de réalisation est caractérisé en ce que l'élément élastique est un double ressort de torsion enroulé en hélice cylindrique autour du membre tubulaire. Le double ressort de torsion comprend deux ergots respectivement à chaque extrémité, les deux ergots ancrés dans la rainure de l'alésage. La lance à carburant comprend de plus le dispositif anti rotation tel que décrit dans les différents modes de réalisation. Un moteur à combustion interne comprend de plus un injecteur alimenté par la lance à carburant telle que décrit précédemment dans les différents modes de réalisation. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, et en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: - Figure 1 est une vue en coupe d'une lance à carburant connu. - Figure 2 est une vue en coupe de l'ensemble lance à carburant- injecteur selon l'invention. - Figure 3 est une vue en coupe du dispositif anti rotation avec un ressort de torsion selon l'invention. - Figure 4 est une vue en coupe du dispositif anti rotation avec un double ressort selon l'invention. - Figure 5 est une vue en coupe du membre tubulaire et de l'écrou de fixation. - Figure 6 est une vue en coupe selon l'axe VI représenté sur la figure 5. DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Comme illustré dans la figure 2, la lance à carburant 100 est agencée dans un alésage long 102 percé dans un haut moteur 104 appelé aussi culasse de cylindre. La lance à carburant 100 s'étend depuis un orifice d'entrée 116 jusqu'à un puits 108 prévu pour recevoir un injecteur de carburant 110. La lance à carburant 100 comprend un membre tubulaire 118 agencé dans l'alésage long 102, un écrou de fixation 112 coopérant avec le membre tubulaire 118 et un dispositif anti rotation 120 monté sur le membre tubulaire. Le membre tubulaire 118 s'étend le long de l'alésage long 102 depuis l'orifice d'entrée 116 de la culasse 104 jusqu'à un orifice de sortie 122 de la culasse 104 débouchant dans le puits 108. Le membre tubulaire 118 comprend une bouche d'entrée 106 et une bouche de sortie 124. Comme illustré dans la figure 5, la bouche d'entrée 106 a une extrémité 142 en forme sphérique male dont le sommet est tranché. La bouche de sortie 124 a une surface de forme sphérique male. La bouche de sortie 124 vient coopérer avec une bouche d'entrée 126 de l'injecteur 110 ayant une surface de forme conique femelle. Le membre tubulaire 118 est de forme cylindrique. Le membre tubulaire 118 comprend une gorge 128 proximale de l'orifice d'entrée 116 de la culasse 104 pour recevoir un dispositif anti rotation 120. Dans la figure 2, l'écrou de fixation 112 est monté sur la bouche d'entrée 106 du membre tubulaire 118 proximale de l'orifice d'entrée 116 de la culasse 104. L'écrou 112 se trouve partiellement à l'extérieur de l'orifice d'entrée 116. Comme illustré dans la figure 5, l'écrou de fixation 112 comprend un évidement pour recevoir un joint 130. Le joint 130 est agencé pour former une étanchéité au carburant entre l'écrou de fixation 112 et la surface de la culasse 104 délimitant l'alésage long 102. Le joint 130 est distal de la bouche de sortie 124 de la lance 100 en contact avec l'injecteur 110. Comme illustré dans la figure 5, l'écrou de fixation 112 comprend une région filetée extérieurement 138 qui est agencée pour coopérer avec les filets de vis formées dans l'orifice d'entrée 116 de la culasse 104. L'écrou 112 comprend intérieurement un alésage dont une extrémité 115 en forme de cône distale du membre tubulaire 118 et une extrémité 140 en forme de cône femelle. L'extrémité intérieure 140 de l'écrou de fixation 112 orienté vers l'intérieur de l'alésage long 102 coopère avec la bouche d'entrée 106 du membre tubulaire 118. Le cône de l'extrémité intérieure 140 est en compression axiale contre l'extrémité 142. Le dispositif anti rotation 120 est un élément élastique se déformant dès le début de la rotation de l'écrou de fixation 112. L'élément élastique est agencé entre la lance 100 et l'alésage 102. Le dispositif anti rotation 120 est monté autour de la gorge 128 du membre tubulaire 118 à une distance proximale de la bouche d'entrée 106. Le dispositif anti rotation 120 est en contact avec une rainure 132 pratiquée dans l'alésage 102 de la culasse 104 du cylindre. Dans un premier mode de réalisation illustré dans la figure 3, le dispositif anti rotation 120 est un ressort de torsion enroulé en hélice cylindrique autour du membre tubulaire 118. Le ressort 120 est en contact à la fois avec la gorge 128 pratiquée sur une surface extérieure du membre tubulaire 118 et la rainure 132 pratiquée dans l'alésage 102. Le ressort de torsion 120 comprend un ergot 134 à une extrémité. Comme illustré dans la figure 6, l'ergot 134 est ancré dans la rainure 132 de l'alésage 102, ce qui signifie que l'ergot est inséré dans la rainure et qu'il peut exercer une rotation dans la rainure autour de l'axe principal A. Le ressort 120 présente deux positions, une première position relâchée quand le ressort 120 est au repos, une deuxième position contrainte quand on applique un couple de torsion de serrage. Le sens d'enroulement du ressort de torsion 120 est à droite c'est-à-dire que l'hélice monte à droite. Les données suivantes sont données à titre d'exemple pour illustrer le premier mode de réalisation. La longueur de la lance à carburant est sensiblement égale à 100 mm. La longueur de l'écrou de fixation est sensiblement égale à 55 mm avec un diamètre sensiblement égale à 22 mm. Le diamètre de l'alésage 102 est sensiblement égal à 12 mm. Le ressort est de longueur sensiblement égale à 12 mm avec un nombre de spires de 5. L'enroulement à droite du ressort 120 sert au vissage de la lance à carburant 100. Dans un deuxième mode de réalisation illustré dans la figure 4, le dispositif anti rotation 120 est un double ressort enroulé sur l'élément tubulaire 118. Le ressort de torsion 120 enroulé en hélice cylindrique est doté de deux ergots 134,136 respectivement situés aux deux extrémités du ressort 120. Le premier ergot 134 est ancré dans la rainure 132 de l'alésage 102 et le second ergot 136 est ancré dans la rainure 132 de l'alésage 102 distale du premier ergot 134. Les deux ergots 134, 136 sont ancrés ce qui signifie qu'ils sont insérés dans la rainure et qu'ils peuvent tourner autour de l'axe principal A. Le ressort 120 présente deux positions, une première position relâchée quand le ressort 120 est au repos, une deuxième position contrainte quand on applique un couple de torsion de serrage ou de desserrage. Le ressort 120 présente deux enroulements opposés. Les deux enroulements peuvent avoir soit un nombre de spires identique, soit un nombre différent de spires. De même, les raideurs angulaires des deux enroulements peuvent être identiques ou différentes. Le sens d'un des deux enroulements du ressort 120 est à droite pour le vissage de la lance à carburant 100 et le sens de l'autre enroulement est à gauche pour le dévissage de la lance à carburant 100. Les données suivantes sont données à titre d'exemple pour illustrer le second mode de réalisation. La longueur de la lance à carburant est sensiblement égale à 100 mm. La longueur de l'écrou de fixation est sensiblement égale à 55 mm avec un diamètre sensiblement égale à 22 mm. Le diamètre de l'alésage 102 est sensiblement égal à 12 mm. Le double ressort 120 a une longueur sensiblement égale à 23 mm avec un nombre de spires total de 10 spires,_ 5 spires dans un sens d'enroulement du ressort 120 et 5 spires dans l'autre sens d'enroulement. L'enroulement à droite du double ressort 120 sert au vissage de la lance à carburant 100 et l'enroulement à gauche sert au dévissage de la lance à carburant 100. Si le vissage de la lance à carburant 100 est choisi dans le sens inverse des aiguilles d'un montre alors le pas de vis est à gauche ainsi le double ressort de torsion 120 présente un premier sens d'enroulement à gauche du double ressort 120 pour le vissage et un deuxième sens d'enroulement à droite du double ressort 120 pour le dévissage de la lance à carburant 100. Dans le premier mode de réalisation, lors du vissage de l'écrou 112, le ressort de torsion 120 tourne autour de son axe principal A dans le sens de vissage jusqu'au contact entre l'ergot 134 et la rainure 132 de l'alésage 102 dans la culasse 104. Le ressort 120 se resserre autour de l'élément tubulaire 118 lors de la rotation de l'écrou 112 en se comprimant jusqu'à bloquer la rotation de l'élément tubulaire 118. Dès l'arrêt du vissage le ressort 120 reste serré sur le membre tubulaire 118 et l'ergot 134 reste en contact avec la rainure 132. Dans le second mode de réalisation, lors du vissage de l'écrou 112, le double ressort de torsion 120 amorce la rotation autour de son axe principal A jusqu'au contact entre l'ergot 134 et la rainure 132 de l'alésage 102 dans la culasse 104. Le ressort 120 se resserre autour de l'élément tubulaire 118 avec un des enroulements de spire lors de la rotation de l'écrou 112 en se comprimant et le ressort 120 bloque la rotation l'élément tubulaire 118. Lorsque l'arrêt du vissage a lieu, le ressort 120 reste serré sur l'élément tubulaire 118 et l'ergot 134 reste en contact avec la rainure 132. Si il y a dévissage de l'écrou de fixation 112, le ressort de torsion 120 se desserre autour du membre tubulaire 118 pour l'enroulement à droite tandis que l'enroulement à gauche va se resserrer progressivement sur le membre tubulaire 118 grâce au contact entre l'ergot 136 et la rainure 132 de l'alésage 102 dans la culasse 104 jusqu'à bloquer la rotation du membre tubulaire 118. Ainsi l'écrou 112 pourra être desserré sans rotation du membre tubulaire 118 et la génération de particules indésirables sera évitée aussi au desserrage. Pour assembler la lance à carburant 100, l'élément élastique 120 est monté en l'enfilant autour du membre tubulaire 118 par l'extrémité 106 jusqu'à la gorge 128 de l'élément tubulaire 118 proximale de l'extrémité 106 recevant l'écrou de fixation 112. L'élément élastique 120 est monté de manière serré sur l'élément tubulaire 118. Ensuite la lance à carburant 100 est montée dans l'alésage 102 de la culasse 104 dont l'extrémité 124 débouche dans un orifice de sortie 122, coopérant avec la bouche d'entrée 126 de l'injecteur 110 ayant un cône femelle. Lors du montage de l'écrou 112 sur la lance à carburant 100, l'écrou 112 est vissé dans la zone filetée 138 de l'alésage 102. L'extrémité intérieure 140 de l'écrou 112 vient en contact avec l'extrémité 142 de la bouche d'entrée 106 de l'élément tubulaire 118. Lors du vissage de l'écrou de fixation 112 dans l'alésage 102, la lance à carburant 100 commence à tourner autour de son axe principal A jusqu'à ce que le dispositif anti rotation 120 vienne interdire la rotation du membre tubulaire 118 lorsque l'écrou 112 est vissé. L'élément élastique 120 est alors serré sur l'élément tubulaire 118 et bloque sa rotation. Ensuite l'écrou de fixation 112 reçoit le conduit à carburant dans par l'orifice d'entrée 115 et qui n'est pas représenté dans les figures. Pour le second mode de réalisation, lors du démontage de la lance à carburant, le double ressort de torsion 120 permet d'éviter la rotation du membre tubulaire 118 par le biais du second enroulement dont le sens d'enroulement est à gauche. A l'étape du dévissage, le double ressort de torsion 120 a le premier enroulement orienté à droite qui se desserre du membre tubulaire 118 et le second enroulement orienté à gauche qui se resserre sur le membre tubulaire 118 jusqu'à ce que l'ergot 136 vienne en butée dans la rainure 132 et bloque la rotation du membre tubulaire 118. REVENDICATIONS1. Dispositif anti-rotation (120) d'une lance à carburant (100), la lance (100) étant apte à être agencée dans un alésage (102) s'étendant au travers d'une culasse de cylindre (104) depuis un orifice d'entrée (116) jusqu'à un puits (108) prévu pour recevoir un injecteur (110) de carburant, la lance (100) étant adaptée pour permettre à du carburant à haute pression de circuler depuis une bouche d'entrée de la lance (106) jusqu'à la bouche de sortie (124) de la lance (100) coopérant avec la bouche d'entrée (126) de l'injecteur (110) de carburant, la lance à 10 carburant (100) comprenant un écrou (112) destiné à être vissé dans un orifice d'entrée (116) de l'alésage (102) et un membre tubulaire (118) comprimé entre le dit écrou (112) et l'injecteur (110), la lance (100) comprenant de plus le dispositif anti rotation (120) apte à interdire la rotation du membre tubulaire (118) lorsque l'écrou (112) est vissé, 15 caractérisé en ce que le dispositif anti rotation (120) est un élément élastique se déformant dès le début de la rotation de l'écrou (112) de sorte à se bloquer entre le membre tubulaire (118) et la paroi interne de l'alésage (102) et ainsi à interdire la rotation du membre tubulaire (118). 20 2 Dispositif anti-rotation (120) selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'élément élastique est apte à être agencé entre la lance (100) et l'alésage (102). 25 3. Dispositif anti-rotation (120) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que l'élément élastique est un ressort de torsion (120) enroulé en hélice cylindrique autour du membre tubulaire. 4. Dispositif anti-rotation (120) selon la revendication 3 caractérisé en ce que 30 le ressort de torsion (120) comprend un ergot (134) à une extrémité, l'ergot (134) ancré dans une rainure (132) pratiqué dans l'alésage (102) proximale de l'orifice d'entrée (116) de l'alésage (102). 9DP-321548 5. Dispositif anti-rotation (120) selon l'une quelconque des revendications là 2 caractérisé en ce que l'élément élastique est un double ressort de torsion (120) enroulé en hélice cylindrique autour du membre tubulaire (118). 6. Dispositif anti-rotation (120) selon la revendication 5 caractérisé en ce que le double ressort de torsion (120) comprend deux ergots (134,136) respectivement à chaque extrémité, les deux ergots (134,136) ancrés dans la rainure (132) de l'alésage (102). 10 7. Lance à carburant (100) comprenant un dispositif anti rotation (120) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Moteur à combustion interne comprenant un injecteur (110) alimenté par une lance à carburant (100) selon la revendication 7. 15 10