Brevet FR3034161A1 — publié le 20160930

DP-321839 ACTIONNEUR ETANCHE DE VANNE HAUTE PRESSION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une vanne haute pression particulièrement destinée à être agencée en bout de la rampe commune d'un système d'injection de carburant. L'invention est particulièrement relative à l'actionneur électromagnétique de la vanne. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L'INVENTION Sur des rampes communes de systèmes d'injection sont communément installées des électrovannes pilotées permettant de réguler la pression du carburant contenu dans la rampe. Ces électrovannes comprennent un actionneur électromagnétique agencé sur un corps de vanne mécanique pourvu d'un noyau magnétique. L'actionneur est un ensemble surmoulé intégrant une bobine et un connecteur, ledit ensemble surmoulé étant inséré dans un corps d'actionneur cylindrique. Il est apparu que cet agencement satisfaisait à des normes d'étanchéité rigoureuses mais qui n'ont plus cours aujourd'hui car, de l'humidité, voire de minuscules particules métalliques, pouvaient entrer entre l'ensemble surmoulé et le corps d'actionneur et, à l'usage endommager certaines pièces de l'actionneur. RESUME DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés précédemment en proposant une solution simple et économique. Dans ce but, l'invention propose un actionneur électromagnétique d'une vanne de régulation de pression, l'actionneur comprenant un ensemble bobine-connecteur surmoulé inséré dans un corps d'actionneur ayant la forme d'une coupelle cylindrique. De plus, l'actionneur comprend un joint d'étanchéité agencé entre l'ensemble surmoulé et le corps d'actionneur de sorte que avantageusement l'actionneur est parfaitement étanche. 3034161 2 Par ailleurs, l'ensemble surmoulé comprend une partie bobine cylindrique destinée à être insérée dans le corps d'actionneur et, une partie connecteur s'étendant latéralement à partir de la partie bobine et, le corps d'actionneur en forme de coupelle cylindrique a une paroi périphérique 5 cylindrique s'étendant axialement depuis une paroi transversale de fond de la coupelle jusqu'à un bord supérieur. La paroi cylindrique est de plus pourvue d'une échancrure latérale de sorte que ledit bord supérieur suive un profil tridimensionnel. La partie bobine est insérée dans ladite paroi périphérique et, la partie 10 connecteur est agencée dans l'échancrure et, l'ensemble surmoulé est pourvu d'un rebord en saillie suivant le profil tridimensionnel dudit bord supérieure, le joint d'étanchéité étant agencé entre ledit rebord en saillie et ledit bord supérieur de la paroi cylindrique. Particulièrement, la partie bobine de l'ensemble surmoulé comprend une 15 bobine électrique annulaire dont l'espace cylindrique central est apte à l'agencement complémentaire d'un corps de vanne pourvu d'un noyau magnétique mobile et, une rondelle métallique de bouclage magnétique agencée à l'aplomb de la bobine et dont la face extérieure est en ajustement serrée contre la face intérieure du corps d'actionneur en forme de coupelle. 20 De plus, la partie connecteur de l'ensemble surmoulé comprend un corps de connecteur prévu pour s'appairer avec un connecteur complémentaire et des fiches métalliques électriquement reliées aux bornes de la bobine de sorte à pouvoir l'alimenter électriquement pour que la bobine génère un champ magnétique. 25 Selon un mode de réalisation spécifique, le joint d'étanchéité est un joint torique. Selon un autre mode de réalisation le joint d'étanchéité est réalisé en insérant de la pâte à joint dans l'espace libre tridimensionnel entre le rebord et le bord supérieur de la paroi périphérique. 30 L'invention est également relative à une vanne haute pression comprenant un corps de vanne pourvu d'un noyau magnétique mobile coopérant avec un membre de vanne apte à ouvrir ou fermer un orifice de décharge et, un actionneur de vanne réalisé selon l'un des paragraphes précédents. 3034161 3 L'invention est également relative à un ensemble de rampe commune d'un système d'injection de carburant sous pression, ledit ensemble comprenant un réservoir haute pression de forme tubulaire allongée pourvu d'une vanne haute pression réalisée selon le paragraphe précédent et prévue pour réguler en 5 fonctionnement la pression à l'intérieure du réservoir. 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 10 annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et sur lesquels: - la figure 1 est un vue en coupe d'une vanne réalisée selon l'invention. - la figure 2 est une vue isométrique extérieure de l'actionneur de la vanne de la figure 1. 15 DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERES Selon la figure 1 est présenté une vanne de régulation 10 de pression agencée à l'extrémité d'une rampe commune 12 d'un dispositif d'injection de carburant sous pression, dispositif particulièrement connu sous sa dénomination anglaise « common rail ». La vanne ici décrite et son utilisation spécifique n'ont 20 été choisie qu'à titre d'exemple non limitatif, l'invention pouvant bénéficier à d'autres électrovannes opérant dans des environnements difficiles. La rampe commune 12 est communément de forme allongée et tubulaire s'étendant le long d'un axe principale Xl. Elle a une épaisse paroi 14 définissant un volume cylindrique central V destiné à contenir du carburant sous haute 25 pression et à alimenter plusieurs injecteurs non représentés. Le volume cylindrique V débouche à l'extrémité de la rampe 12 en un lamage 16 dans lequel est complémentairement fixée la vanne 10. La vanne 10 comprend une partie mécanique 18 dont le corps 20 est directement agencé dans ledit lamage 16. Le corps 20 s'étend axialement entre 30 une face de siège 22 et une face de tête 24 et est pourvu d'un alésage 26 axial X1 traversant et débouchant dans la face de siège 22 au fond d'un lamage de siège 28 et, dans la face de tête 24, au fond d'un lamage de tête 30. Dans l'alésage axial 26 est agencé coulissant un membre de vanne 32, généralement appelé aiguille en 3034161 4 référence à sa forme allongée s'étendant entre une tête plate 34 opposée à une extrémité pointue 36. La pointe 36 coopère avec un siège 38 pour ouvrir ou obturer un orifice de décharge 40 percé au centre du siège. Selon le mode de réalisation présenté, une bille 44 peut être intercalée entre la pointe 36 et 5 l'ouverture de l'orifice 40, la pointe 36 de l'aiguille émergeant dans le lamage de siège 28 dans lequel débouche également un canal d'évacuation 46 en continuité de fluide avec une bouche de sortie 48 agencée dans la paroi 14 de la rampe et menant vers un réservoir basse pression non représenté. Du côté de la tête 34 de l'aiguille, un noyau magnétique 50 est 10 axialement X1 mobile à l'intérieure d'un espace définit par une calotte cylindrique 52 fixée sur le corps 20 par l'intermédiaire d'une pièce tubulaire 54 ajustée serrée autour du corps 20. De plus, la tête 34 d'aiguille émerge dans le lamage de tête 28 dans lequel est agencé un ressort 56 autour ladite tête 28 et qui est axialement X1 15 comprimé entre le fond du lamage 30 et le noyau magnétique 50 de sorte à en permanence repousser le noyau 50 à distance de la face de tête 24 du corps 20 de vanne. La vanne 10 comprend également un actionneur électromagnétique 60 comprenant un ensemble bobine-connecteur 62 surmoulé inséré dans un corps 20 d'actionneur 64. Dans l'exemple illustré par les figures, le corps d'actionneur 64 a la forme d'une coupelle cylindrique réalisée par emboutissage d'une feuille métallique magnétique d'épaisseur substantiellement constante. Le corps d'actionneur 64 est pourvu d'une paroi périphérique cylindrique 66 s'étendant axialement X1 depuis une paroi de fond 68 transversale jusqu'à un bord supérieur 25 70 réalisé dans l'épaisseur de la paroi périphérique 66. De plus, la paroi périphérique 66 est pourvue d'une large échancrure 72 substantiellement semi-circulaire, telle que cela est visible sur la figure 2, de sorte que le bord supérieur 70 de ladite paroi 66 s'étend dans un espace tridimensionnel comprenant une partie circulaire 74 inscrite dans un plan transverse à l'axe principal Xl, partie ne 30 comprenant pas l'échancrure 72 et, le bord de ladite échancrure qui s'étend le long de la paroi périphérique 66, substantiellement perpendiculairement à ladite partie circulaire 74, l'échancrure 72 et la partie circulaire 74 se raccordant selon des formes arrondies souples. 3034161 5 L'ensemble bobine-connecteur 62 est ensemble intégré surmoulé en matière plastique comprenant une partie bobine cylindrique 76 insérée dans le corps d'actionneur 64 et, une partie connecteur 78 s'étendant latéralement à partir de la partie bobine 76. La partie bobine 76 comprend une bobine électrique 80 5 annulaire définissant un espace cylindrique central E, une rondelle métallique 82 de bouclage magnétique agencée à l'aplomb de la bobine 80, c'est-à-dire, dans le sens de la figure 1, juste au-dessus de la bobine 80 et dont la face cylindrique extérieure 84 affleure à la surface du surmoulage. La partie connecteur 78 de l'ensemble surmoulé comprend une paroi 10 périphérique formant un corps de connecteur 86 au centre duquel sont agencées des fiches métalliques 88, également appelées cosses électriques électriquement reliées aux bornes de la bobine 80. Ce connecteur est prévu pour s'appairer avec un connecteur complémentaire, non représenté, de sorte à pouvoir l'alimenter électriquement la bobine 80 pour que celle-ci génère un champ magnétique M. 15 La matière plastique qui surmoule la bobine 80, la rondelle 82 et les fiches métalliques définit une paroi extérieure 90 substantiellement cylindrique et enveloppant la bobine 80, un couvercle de fermeture 92 fermant le dessus de ladite paroi extérieure 90 et le corps de connecteur 86 s'étendant radialement depuis la paroi extérieure 90. De plus, la matière plastique définit un rebord 94 20 formant saillie relativement au bord extérieur 90 ledit rebord suivant un profil tridimensionnel parallèle au profil du bord supérieur 70 de la paroi périphérique. Tel que cela est visible sur les figures, la partie bobine 76 surmoulée est insérée axialement X1 dans le corps d'actionneur 64, la partie connecteur 78 étant engagée dans l'échancrure 72, le rebord en saillie 94 suivant parfaitement le bord 25 supérieur 70 de la paroi périphérique du corps d'actionneur. De plus, un joint d'étanchéité 96 est agencé entre le rebord 94 et le bord supérieur 70, ledit joint 96 étant dans l'exemple choisi de section circulaire et s'étendant selon le profil tridimensionnel par avant indiqué. Dans cet agencement, la face extérieure 84 de la rondelle magnétique est 30 montée serrée en contact avec la face interne de la paroi périphérique 66 du corps 64 d'actionneur. En fonctionnement, lorsque la bobine 80 est électriquement alimentée, elle génère le champ magnétique M qui « tourne » autour de la bobine 76 passant 3034161 6 successivement dans le corps de vanne 20, le noyau magnétique 50, la calotte 52, la rondelle de bouclage 82, le corps d'actionneur 64 puis à nouveau dans le corps de vanne 20 contre lequel le corps d'actionneur est en appui. Grâce au joint tridimensionnel 96, l'actionneur 60 est parfaitement 5 étanche et à l'abri des agressions extérieures telles l'humidité voire de minuscules particules métalliques qui auraient pu s'insérer entre le rebord en saillie 94 et le bord supérieur 70. Selon une alternative, l'étanchéité préalablement assurée par le joint 96 peut être réalisée par un joint en pâte à joint spécialement conçue à cet effet, la 10 pâte étant alors insérée dans l'espace libre tridimensionnel entre le rebord 94 et le bord supérieur 70 de la paroi périphérique. LISTE DES REFERENCES UTILISEES X1 axe principal 15 V volume interne à la rampe commune E espace cylindrique central à la bobine M champ magnétique 10 vanne de régulation de pression 20 12 rampe commune 14 paroi de la rampe commune 16 lamage 18 partie mécanique de la vanne 20 corps de vanne 25 22 face de siège 24 face de tête 26 alésage 28 lamage de siège 30 lamage de tête 30 32 aiguille 34 tête plate de l'aiguille 36 extrémité pointue de l'aiguille 38 siège 3034161 7 40 orifice de décharge 44 bille 46 canal d'évacuation 48 bouche de sortie 5 50 noyau magnétique 52 calotte 54 pièce tubulaire 56 ressort de compression 60 actionneur 10 62 ensemble bobine-connecteur 64 corps d'actionneur 66 paroi périphérique du corps 68 paroi de fond du corps 70 bord supérieur de la paroi périphérique 15 72 échancrure 74 partie circulaire du bord supérieure 76 partie bobine 78 partie connecteur 80 bobine 20 82 rondelle de bouclage magnétique 84 face extérieure de la rondelle 86 corps de connecteur 88 fiches métalliques 90 paroi extérieure du surmoulage 25 92 couvercle de fermeture 94 rebord en saillie 96 joint REVENDICATIONS: 1. Actionneur électromagnétique (60) d'une vanne (10) de régulation de pression, l'actionneur (60) comprenant un ensemble bobine-connecteur (62) surmoulé inséré dans un corps (64) d'actionneur ayant la forme d'une coupelle cylindrique, caractérisé en ce que l'actionneur (60) comprend de plus un joint d'étanchéité (96) agencé entre l'ensemble surmoulé (62) et le corps (64) d'actionneur de sorte que l'actionneur (60) est parfaitement étanche. 2. Actionneur électromagnétique (60) selon la revendication précédente dans lequel l'ensemble surmoulé (62) comprend une partie bobine (76) cylindrique destinée à être insérée dans le corps (64) d'actionneur et, une partie connecteur (78) s'étendant latéralement à partir de la partie bobine (76) ; le corps d'actionneur (64) en forme de coupelle cylindrique ayant une paroi périphérique (66) cylindrique s'étendant axialement (X1) depuis une paroi transversale de fond (68) de la coupelle jusqu'à un bord supérieur (70), la paroi cylindrique (66) étant pourvue d'une échancrure (72) latérale de sorte que ledit bord supérieur (70) suive un profil tridimensionnel ; la partie bobine (76) étant insérée dans ladite paroi périphérique (66) et, la partie connecteur (78) étant agencée dans l'échancrure (72), l'ensemble surmoulé (62) étant pourvu d'un rebord en saillie (94) suivant le profil tridimensionnel dudit bord supérieure (70), le joint d'étanchéité (96) étant agencé entre ledit rebord (94) en saillie et ledit bord supérieur (70) de la paroi cylindrique (66). 3. Actionneur électromagnétique (60) selon la revendication 2 dans lequel la partie bobine (76) de l'ensemble surmoulé comprend : une bobine électrique (80) annulaire dont l'espace (E) cylindrique central est apte à l'agencement complémentaire d'un corps de vanne (20) pourvu d'un noyau magnétique (50) mobile, 3034161 9 une rondelle métallique (82) de bouclage magnétique agencée à l'aplomb de la bobine (80) et dont la face extérieure (84) est en ajustement serrée contre la face intérieure du corps d'actionneur (66) en forme de coupelle et, la partie connecteur (78) de l'ensemble surmoulé comprend : 5 un corps de connecteur (86) prévu pour s'appairer avec un connecteur complémentaire et, des fiches métalliques (88) électriquement reliées aux bornes de la bobine (80) de sorte à pouvoir l'alimenter électriquement pour que la bobine génère un champ magnétique (M). 10 4. Actionneur électromagnétique (60) selon l'une quelconque des revendications précédentes dans lequel le joint d'étanchéité (96) est un joint torique. 5. Actionneur électromagnétique (60) selon l'une quelconque des 15 revendications 1 à 3 dans lequel le joint d'étanchéité (96) est réalisé en insérant de la pâte à joint dans l'espace libre tridimensionnel entre le rebord (94) et le bord supérieur (70) de la paroi périphérique. 6. Vanne (10) haute pression comprenant un corps de vanne (20) pourvu 20 d'un noyau magnétique (50) mobile coopérant avec un membre de vanne (32) apte à ouvrir ou fermer un orifice de décharge (40) et, un actionneur de vanne (60) réalisé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Ensemble de rampe commune (12, 10) d'un système d'injection de 25 carburant sous pression, ledit ensemble comprenant un réservoir haute pression (12) de forme tubulaire allongée pourvu d'une vanne (10) haute pression réalisée selon la revendication 6 et prévue pour réguler en fonctionnement la pression à l'intérieure du réservoir (12).