Brevet FR3032021A1 — publié le 20160729

DP-321655 Vanne hydraulique à connecteur tournant DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une vanne hydraulique haute pression et, plus particulièrement le connecteur électrique de celle-ci. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Les dispositifs d'injection de carburant des moteurs à injection directe sont souvent équipés de réservoir à haute pression, communément dénommés rampe commune, la pression dans ladite rampe étant régulée par une vanne hydraulique haute pression. Une vanne de l'art antérieur est connue de la demande FR1456266. Ces vannes hydrauliques sont typiquement pourvue d'une cartouche hydraulique et d'une partie électrique. La cartouche hydraulique comprend un corps dans lequel est agencée coulissante une aiguille apte à ouvrir ou obturer un orifice de sortie de carburant. La partie électrique est un électroaimant piloté par une unité de control extérieure et mécaniquement fixée sur le corps de la cartouche hydraulique. Elle est réalisée par surmoulage plastique de la bobine et d'un connecteur électrique. Une fois montée sur la rampe commune il est utile de conserver un degré de liberté angulaire permettant d'orienter le connecteur en une direction précise en vue de l'engagement complémentaire facile d'un autre connecteur relié à ladite unité de control. Ainsi la partie électrique surmoulée doit non seulement résister à un couple statique de rotation mais encore être étanche puisqu'aucun fluide ne doit entrer en contact avec la bobine électrique. Il apparait que ces propriétés sont difficiles et onéreuses à obtenir. RESUME DE L'INVENTION L'invention présentée vise à résoudre partiellement voire en entièrement les problèmes ci-dessus présentés en proposant une électrovanne prévue pour réguler la pression dans un dispositif d'injection de carburant sous pression. L'électrovanne s'étend selon un axe principal et comprend une cartouche hydraulique ayant un corps dans lequel est agencée une aiguille coulissante entre 3032021 2 une première position et une seconde position et, un électroaimant solidaire du corps de la cartouche, l'électroaimant comprenant une bobine contenue dans une armature cylindrique et un connecteur permettant l'interconnexion électrique avec la bobine. 5 L'armature et la bobine sont fixés au corps de la cartouche et le connecteur est monté mobile relativement à la cartouche. Particulièrement, l'armature s'étend axialement depuis une extrémité fixée au corps de la cartouche jusqu'à une extrémité distale formant une face transverse au centre de laquelle s'ouvre un logement. La bobine est agencée dans 10 ce logement et des connexions électriques de la bobine traversent une rondelle de fermeture pour ressortir du côté de la face transverse. De plus le connecteur est moulé en matière plastique et comprend intégrés venus de matière, un membre de connexion électrique apte à une connexion complémentaire avec un autre connecteur électrique et, un membre 15 d'adaptation mécanique apte à un engagement complémentaire avec l'armature. Particulièrement, le membre d'adaptation mécanique forme un couvercle comprenant une paroi principale et une paroi latérale circulaire, le membre mécanique étant adapté pour s'agencer sur l'armature de sorte que la paroi principale couvre la face transverse de l'armature et, la paroi latérale s'engage et 20 s'ajuste autour de la paroi extérieure de l'armature. De plus, la paroi latérale intègre une pluralité de bras élastiques s'étendant axialement depuis son bord circulaire en s'éloignant de la paroi principale, les bras étant pourvus de crochets recourbés vers l'intérieure de la paroi latérale et aptes à s'agencer de manière complémentaire avec un épaulement 25 formé dans la face extérieure de l'armature. Ainsi, le connecteur soit clipsé sur l'armature et donc solidarisé avec la cartouche hydraulique, tout en demeurant angulairement orientable, les crochets pouvant glisser sur l'épaulement. De plus, un joint d'étanchéité peut être agencé entre l'armature et le membre mécanique du connecteur et, le membre électrique du connecteur 30 comprend des broches métalliques reliées électriquement avec les connexions électriques de la bobine sortant de la rondelle de fermeture. Dans un mode de réalisation, les connexions de la bobine traversant la rondelle de fermeture sont des fils électriques souples et détendus qui ressortent 3032021 3 du côté de la face transverse et qui sont directement connectés aux broches. Ainsi, le connecteur peut être angulairement orienté par rapport à l'armature et à la cartouche hydraulique, la bobine demeurant électriquement connectée. Selon un autre mode de réalisation, le connecteur est agencé de sorte que 5 la face interne de la paroi principale du membre mécanique soit en regard parallèle à la face transverse de l'armature. Ladite face interne est pourvue de pistes électriques reliées électriquement aux broches métalliques et, les connexions électriques de la bobine traversant la rondelle de fermeture ressortent du côté de la face transverse en étant pourvus de patins frotteurs électriquement 10 conducteurs et frottant contre lesdites pistes. Ainsi, le connecteur peut être angulairement orienté par rapport à l'armature et à la cartouche hydraulique, la bobine demeurant électriquement connectée. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS 15 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 coupe axiale d'une électrovanne selon l'invention. Figure 2 est détail de l'électrovanne de la figure 1. 20 Figure 3 est un premier mode de réalisation de l'électrovanne des figures 1 et 2. Figure 4 est un second mode de réalisation de l'électrovanne des figures 1 et 2. 25 DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Le dispositif d'injection 10 de carburant d'un moteur à combustion interne succinctement décrit comprend une pompe à haute pression qui comprime le carburant à plusieurs milliers de bars et l'envoi dans un réservoir haute pression dénommé rampe commune 12 en référence à sa forme allongée et, de cette rampe 30 partent des tuyaux d'alimentation en direction d'injecteurs qui délivrent le carburant dans les cylindres du moteur. La pression dans la rampe commune 12 est régulée par une vanne haute pression 14 qui, dans le cas illustré sur la figure 1, est une électrovanne 14 dont l'objet est d'ouvrir un canal de retour 16 reliant le 3032021 4 réservoir 12 à un réservoir basse pression lorsque la pression dans le réservoir 12 atteint ou dépasse une valeur limite et d'ainsi laisser s'échapper du carburant faisant redescendre la pression dans la rampe 12 ou bien, de maintenir ledit canal de retour 16 fermé tant que la pression dans la rampe 12 est inférieure à ladite 5 valeur limite. L'électrovanne 14 comprend une cartouche hydraulique 18 fixée à la rampe 12 et un électroaimant 20 contrôlé par une unité de contrôle non représentée. Le corps 22 de la cartouche hydraulique 18 s'étend selon un axe principal X et est agencé par emboitement complémentaire d'une première 10 extrémité 24 en bout de la rampe 12. Une aiguille 26 est agencée axialement coulissante dans un alésage 28 du corps 22 et, l'une de ses extrémité 30 coopère avec un siège 32 pour obturer ou ouvrir le canal de retour 16. L'électroaimant 20 est formé d'un sous-ensemble actionneur 34 comprenant une armature 36 dans laquelle est fixée une bobine 38 contrôlant un 15 noyau magnétique mobile 40 agencé sous un capuchon 41 lui-même fixé au corps 22 de la cartouche hydraulique. L'électroaimant 20 comprend également un sous-ensemble connecteur 44 comprenant lui-même un membre électrique 46, pourvu de broches métalliques 48 auxquelles sont électriquement reliés les fils 42 qui sortent de l'enroulement de la bobine 38 et, un membre mécanique 50 adapté à se 20 connecter au sous-ensemble actionneur 34. Plus précisément, dans le sous-ensemble actionneur 34 l'armature 36 a la forme d'une coupelle à fond percée ayant une paroi transverse 52 pourvue d'une ouverture centrale 54 du bord extérieur de laquelle s'élève axialement X une paroi périphérique 56 cylindrique. L'armature 36 est agencée autour de la seconde 25 extrémité 58 de la cartouche hydraulique, seconde extrémité 58 axialement opposée à la première extrémité 32 de sorte que, la face extérieure 60 de la paroi transverse 52 soit en appui contre un épaulement 62 formé dans le corps 22 de la cartouche hydraulique et que, ladite seconde extrémité 58 soit engagée au travers de l'ouverture centrale 54 et émerge dans le volume intérieur de l'armature 36. 30 Dans l'espace annulaire formé entre la face intérieure 64 de la paroi périphérique 56 de l'armature 36 et ladite seconde extrémité 58 du corps de la cartouche hydraulique est agencée la bobine 38. Ledit espace annulaire est fermé de manière étanche par une rondelle de fermeture 66 agencée au-dessus de la bobine 38, dans 3032021 5 le sens arbitraire de la figure. Cette rondelle de fermeture 66 a la forme d'un disque épais délimité extérieurement par un diamètre extérieur monté serré dans l'armature 36 et également délimité intérieurement par un diamètre intérieur monté serré contre le capuchon 41 de sorte que le corps 22, l'armature 36, la 5 rondelle de fermeture 66 et le capuchon 41 et la bobine 38 sont fixes les uns par rapport aux autres sans avoir aucun degré de liberté. Dans une alternative non représentée, l'armature 36 peut être réalisée intégrée monobloc au corps 22 de la cartouche. Les fils électrique 42 qui sortent de l'enroulement de la bobine 38 traversent la rondelle de fermeture 66 et 10 émergent de la face transverse externe 68 du sous-ensemble actionneur 34. La face cylindrique extérieure 70 de l'armature 36 est pourvue d'un épaulement 72 réalisé de sorte que la partie extrême de ladite face 70, ou partie supérieure selon l'orientation arbitraire de la figure 1, est d'un diamètre légèrement supérieure au diamètre de la partie interne, ou inférieure, de ladite face 70. De manière 15 alternative, l'épaulement 72 peut être remplacé par n'importe quelle forme d'indentation rentrante dans la paroi périphérique 56 telle une gorge annulaire. Le sous-ensemble connecteur 44 est en plastique moulé le membre électrique 46 et le membre mécanique 50 étant venu de matière de sorte à former un sous-ensemble intégré. 20 Le membre mécanique 50 comprend une paroi transverse 74 du bord circulaire de laquelle s'étend perpendiculairement une paroi latérale cylindrique 76. Le membre électrique 46, quand à lui, s'étend perpendiculairement depuis ladite paroi latérale 76 de sorte à s'en éloigner et à former un fourreau adapté à recevoir l'engagement d'un connecteur complémentaire relié à l'unité de contrôle 25 extérieure. De la paroi formant le fond dudit fourreau émergent les broches métalliques 48. Telle qu'observable sur la figure 1 et selon l'orientation arbitraire non limitative de cette figure, le sous-ensemble connecteur 44 est agencé de sorte que le membre mécanique 50 enveloppe le haut du sous-ensemble actionneur 34, la 30 paroi transverse 74 se plaçant en regard de la face transverse externe 68 du sous- ensemble actionneur et, la paroi latérale 76 descendant le long de la face extérieure 70 de la paroi périphérique de l'armature. 3032021 6 Selon le détail de la figure 2, la paroi latérale 76 est de plus pourvue d'une pluralité de bras 78, un seul étant représenté sur la figure, s'étendant depuis le bord circulaire éloigné de la paroi transverse 74, et dans le prolongement de la paroi latérale 76. Ces bras 78 allongés sont pourvus d'une certaine élasticité 5 radiale et forment en leur extrémité des crochets 80 orientés vers la face extérieure 70 de la paroi périphérique de l'armature, lesdits crochets 80 étant adaptés à un engagement complémentaire avec l'épaulement 72. Ledit engagement complémentaire assure la fixation et le maintien par clipsage du sous-ensemble connecteur 44 sur le sous-ensemble actionneur 34. Dans le but d'assurer 10 l'étanchéité de l'assemblage un joint 82 est agencé entre face transverse 68 externe du sous-ensemble actionneur et la paroi transverse 74 du membre mécanique. Le clipsage est rendu possible grâce à l'élasticité radiale des bras 78 qui s'écartent légèrement de leur position de repos lors de l'engagement du sous-ensemble connecteur 44 sur le sous-ensemble actionneur 34 et qui, élastiquement 15 reviennent vers leur position de repos lorsque les crochets 80 s'engagent dans l'épaulement 72. Cette liaison par clipsage retient axialement X le sous-ensemble connecteur 44 mais lui conserve un degré de liberté angulaire qui permet la rotation autour de l'axe principal X dudit sous-ensemble connecteur 44. 20 Effectivement, les crochets 80 ne peuvent pas se dégager de l'épaulement 72 sans que préalablement on ait écarté les bras 78 cependant, rien n'empêche auxdits crochets 80 de glisser contre l'épaulement 72 et ainsi permettre ladite rotation du sous-ensemble connecteur 44 et donc l'orientation angulaire du membre électrique 46 vis-à-vis de la cartouche hydraulique 18. 25 La bobine 38 doit être électriquement connectée aux broches métalliques 48 sans pour autant limiter la nécessaire rotation ci-dessus expliquée. Selon le schéma de la figure 3 est présenté un premier mode de connexion des fils 42 de la bobine avec les broches 48. Dans ce premier mode, les fils 42 sont longs, souples et détendus de sorte que la rotation et l'orientation du 30 sous-ensemble connecteur 44 soit suivie par les fils 42. Selon le schéma de la figure 4 est présenté un second mode de connexion de la bobine. Dans ce second mode, les fils 42 traversent la rondelle de fermeture 66 en étant relativement rigides, les fils 42 étant pourvus en leur extrémité de 3032021 7 patins frotteurs 84 et, de manière complémentaire, la paroi transverse 74 du membre mécanique est pourvue sur sa face intérieure 86 de pistes circulaires électriques 88 contre lesquelles frottent en permanence les patins 84 et ainsi, quelle que soit l'orientation angulaire du sous-ensemble connecteur 44, la liaison 5 électrique entre la bobine 38 et les broches 48 est conservée via les patins 84 frottant le long des pistes 88. Une des spécificités de ce second mode de réalisation est que le sous-ensemble connecteur 44 est indépendant du sous-ensemble actionneur 34, il peut être agencé, voire enlevé, sans avoir à se soucier de la connexion préalable des fils 10 42 et des broches 48, ni de l'agencement interne des fils 42. Par ailleurs, les schémas des figures 3 et 4 présentent une alternative pour l'agencement d'un joint d'étanchéité 82 qui ici est présenté tel un joint torique placé entre la face latérale extérieure de l'armature et la face latérale intérieure du connecteur. Des gorges semi-circulaires peuvent être prévues dans l'armature et le 15 connecteur pour ce genre de montage. LISTE DES REFERENCES 10 dispositif d'injection 12 rampe commune 20 14 vanne haute pression 16 canal de retour 18 cartouche hydraulique 20 électroaimant 22 corps de la cartouche hydraulique 25 24 aiguille 26 alésage 28 extrémité de l'aiguille 30 siège 32 première extrémité du corps de la cartouche 30 34 sous-ensemble actionneur 36 armature 38 bobine noyau magnétique 3032021 8 41 capuchon 42 fils électrique qui sortent de l'enroulement de la bobine 44 sous-ensemble connecteur 46 membre de connexion électrique 5 48 broches métalliques 50 membre de connexion mécanique 52 paroi transverse 54 ouverture centrale 56 paroi périphérique 10 58 seconde extrémité du corps de la cartouche hydraulique 60 face extérieure de la paroi transverse 62 épaulement formé dans le corps de la cartouche 64 face intérieure de la paroi périphérique de l'armature 66 rondelle de fermeture 15 68 face transverse externe du sous-ensemble actionneur 70 face extérieure de la paroi périphérique de l'armature 72 épaulement formé dans face extérieure de la paroi périphérique 74 paroi transverse du membre mécanique 76 paroi latérale du membre mécanique 20 78 bras 80 crochets 82 joint d'étanchéité 84 patins frotteurs 86 face intérieure de la paroi transverse du membre mécanique 25 88 pistes circulaires électriques X axe principal REVENDICATIONS1. Electrovanne (14) prévue pour réguler la pression dans un dispositif d'injection (10) de carburant sous pression, l'électrovanne (14) s'étendant selon un axe principal (X) et comprenant une cartouche hydraulique (18) ayant un corps (22) dans lequel est agencée une aiguille (24) coulissante entre une première position et une seconde position et, un électroaimant (20) solidaire du corps (22) de la cartouche, l'électroaimant (20) comprenant une bobine (38) contenue dans une armature (36) cylindrique et un connecteur (44) permettant l'interconnexion électrique avec la bobine (38), caractérisé en ce que l'armature (36) et la bobine (38) sont fixés au corps (22) de la cartouche et, le connecteur (44) est monté mobile relativement à la cartouche (18). 2. Electrovanne (14) selon la revendication précédente dans laquelle l'armature (36) s'étend axialement (X) depuis une extrémité fixée (68) au corps de la cartouche jusqu'à une extrémité distale formant une face transverse (68) au centre de laquelle s'ouvre un logement dans lequel la bobine (38) est agencée, des connexions électriques de la bobine (38) traversant une rondelle de fermeture (66) pour ressortir du côté de la face transverse (68). 3. Electrovanne (14) selon la revendication 2 dans laquelle le connecteur (44) est moulé en matière plastique et comprend intégrés venus de matière, un membre de connexion électrique (46) apte à une connexion complémentaire avec un autre connecteur électrique et, un membre d'adaptation mécanique (50) apte à un engagement complémentaire avec l'armature (36). 4. Electrovanne (14) selon la revendication 3 dans laquelle le membre d'adaptation mécanique (50) forme un couvercle comprenant une paroi principale (74) et une paroi latérale (76) circulaire, le membre mécanique (50) étant adapté pour s'agencer sur l'armature (36) de sorte que la paroi principale (74) couvre la 3032021 10 face transverse (68) de l'armature et, la paroi latérale (76) s'engage et s'ajuste autour de la paroi extérieure (70) de l'armature. 5. Electrovanne (14) selon la revendication 4 dans laquelle la paroi latérale 5 (76) intègre une pluralité de bras (78) élastiques s'étendant axialement depuis son bord circulaire en s'éloignant de la paroi principale (74), les bras (78) étant pourvus de crochets (80) recourbés vers l'intérieure de la paroi latérale (76) et aptes à s'agencer de manière complémentaire avec un épaulement (72) formé dans la face extérieure (70) de l'armature de sorte que le connecteur (44) soit clipsé sur 10 l'armature (36) et donc solidarisé avec la cartouche hydraulique (18), tout en demeurant angulairement orientable les crochets (80) pouvant glisser sur l'épaulement (72). 6. Electrovanne (14) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5 15 comprenant de plus un joint d'étanchéité (82) agencé entre l'armature (36) et le membre mécanique (50) du connecteur. 7. Electrovanne (14) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6 dans laquelle le membre électrique (46) du connecteur comprend des broches 20 métalliques (48) reliées électriquement avec les connexions électriques de la bobine sortant de la rondelle de fermeture (66). 8. Electrovanne (14) selon la revendication 7 dans laquelle les connexions de la bobine traversant la rondelle de fermeture (66) sont des fils électriques (42) 25 souples et détendus qui ressortent du côté de la face transverse (68) et qui sont directement connectés aux broches (48), de sorte que le connecteur (44) puisse être angulairement orienté par rapport à l'armature (36) et à la cartouche hydraulique (18), la bobine (38) demeurant électriquement connectée. 30 9. Electrovanne (14) selon la revendication 7 dans laquelle le connecteur (44) est agencé de sorte que la face interne de la paroi principale (74) du membre mécanique soit en regard parallèle à la face transverse (68) de l'armature, ladite face interne étant pourvue de pistes électriques (88) reliées électriquement aux 3032021 11 broches métalliques (48) et, les connexions électriques de la bobine traversant la rondelle de fermeture (66) ressortent du côté de la face transverse (68) en étant pourvus de patins frotteurs (84) électriquement conducteurs et frottant contre lesdites pistes (88), de sorte que le connecteur (44) puisse être angulairement 5 orienté par rapport à l'armature (36) et à la cartouche hydraulique (18), la bobine (38) demeurant électriquement connectée.