Domaine technique

L’invention concerne une pompe à carburant pour l’injection directe de carburant pour les moteurs à combustion interne.

Technique antérieure

Les systèmes de carburant dans les moteurs à combustion interne modernes alimentés en essence, en particulier ceux pour le marché automobile, utilisent l’injection directe d’essence dans laquelle des injecteurs de carburant sont utilisés pour injecter le carburant directement dans les chambres de combustion du moteur. Dans de tels systèmes à injection directe, le carburant en provenance du réservoir est fourni par une pompe à carburant à basse pression intégrée au réservoir. Cette pompe basse pression est en général électrique et alimente une pompe haute pression qui comprend typiquement un piston de pompe mobile dans un corps de pompe. Le piston de pompe est actionné par un arbre à cames du moteur à combustion interne de manière à relever la pression du carburant dans une chambre de pompage du corps de pompe. Le carburant sous haute pression est ensuite distribuée aux injecteurs qui commandent l’injection du carburant directement dans la chambre de combustion du moteur.

Le document EP 3 715 619 A1 montre un exemple de pompe de ce type. Un exemple est également reproduit sur la figure 1. Le mouvement du piston 101 dans la chambre de pompage 1050 est fourni par l’arbre à came 102 à l’encontre d’un ressort 103 qui tend à maintenir une extrémité du piston 101 en appui sur une came de l’arbre à cames 102. Le ressort est du type hélicoïdal de compression et prend appui d’une part sur un siège 104 fixé sur le corps 105 de la pompe et d’autre part sur une rondelle de retenue 106 de retenue liée à l’extrémité du piston 101 par des moyens de liaison 107. Les moyens de liaison comprennent deux demi-bagues coniques 1071 en prise avec une empreinte 1072 à l’extrémité du piston et un logement conique 1073 porté par la rondelle de retenue 106 de retenue dans lequel les demi-bagues coniques 1071 sont logées. La pente du cône du logement 1073 est orientée de telle sorte que l’action du ressort 103 sur la rondelle de retenue 106 est bloquée par les demi-bagues coniques 1071 coincées dans le logement 1073.

Même si ces moyens de retenue sont efficaces, ils présentent quelques inconvénients. On constate en effet que les opérations de montage sont complexes. Il faut en effet mettre en place le ressort et la rondelle de retenue autour du piston, puis comprimer le ressort afin de dégager suffisamment d’espace pour introduire les demi-bagues coniques. La compression du ressort peut alors être relâchée pour que la rondelle de retenue vienne emprisonner les demi-bagues coniques. On constate également qu’il arrive qu’une seule demi- bague soit mise en place et que ce défaut ne soit détecté que tardivement, entraînant des coûts d’intervention élevés. De plus, les surfaces de l’empreinte, des demi-bagues coniques et du logement sont des surfaces usinées et assez précises, ce qui induit un coût de production élevé.

Exposé de l’invention

C’est donc un objectif de l’invention de fournir une pompe à carburant pour l’injection directe de carburant pour les moteurs à combustion interne dont la construction soit fiable et simple et avec des coûts minimisés.

Avec ces objectifs en vue, l’invention a pour objet une pompe à carburant pour l’injection directe de carburant pour les moteurs à combustion interne, la pompe comportant un corps de pompe, une chambre de pompage dans laquelle un piston est monté coulissant, un ressort prenant appui d’une part sur le corps de pompe et d’autre part à une extrémité du piston faisant saillie hors du corps de pompe par l’intermédiaire d’une rondelle de retenue et de moyens de liaison entre la rondelle de retenue et l’extrémité du piston, la pompe étant caractérisée en ce que les moyens de liaison comportent une pluralité de doigts issus d’un anneau de la rondelle de retenue et disposés en faisant saillie vers un axe central de l’anneau, une extrémité des doigts se logeant dans une rainure circulaire du piston et étant maintenue par le ressort en appui sur un épaulement délimitant la rainure circulaire.

Grâce à l’invention, la fixation de la rondelle de retenue ne fait appel à aucune autre pièce. Le risque d’une absence de pièce est donc écarté. Le fait que la liaison avec le piston soit faite par des doigts, donc des éléments séparés, permet un montage facile dans lequel la rondelle de retenue est introduite sur le piston et les doigts s’écartent jusqu’à atteindre la rainure. Là, l’extrémité des doigts est logée dans la rainure et bloque la rondelle de retenue. Ce montage est simple à réaliser, il est fiable et la rondelle de retenue peut être obtenue par des opérations de découpe et d’emboutissage, ce qui est peu onéreux.

Selon une caractéristique avantageuse, l’extrémité des doigts est mobile de manière flexible par rapport à l’anneau. Le retour de l’extrémité des doigts dans la rainure circulaire lors de l’insertion de la rondelle de retenue sur le piston se fait spontanément.

Selon un perfectionnement, les doigts sont inclinés par rapport à un plan perpendiculaire à l’axe central, en étant orientés pour réaliser un arc-boutement contre le piston dans la rainure circulaire lorsque le ressort appuie sur la rondelle de retenue. Ainsi plus la rondelle de retenue est soumise à une force d’extraction hors du piston, plus l’extrémité des doigts est appuyée dans la rainure. Les doigts répartis tout autour de la rainure s’équilibrent les uns les autres. La force de rétention ainsi obtenue est très haute.

De manière particulière, l’inclinaison des doigts est comprise entre 15 et 35°, de préférence entre 20° et 30°.

Selon une disposition constructive, un diamètre du fond de la gorge est inférieur à un diamètre d’extrémité du piston d’une valeur comprise entre 2 et 10 %, de préférence entre 4 et 5 % du diamètre d’extrémité. On s’assure ainsi que la profondeur de la rainure est suffisante pour retenir la rondelle de retenue, sans que le piston soit excessivement affaibli.

Selon d’autres dispositions :

• la rondelle de retenue comporte une couronne de guidage s’étendant selon l’axe central de l’anneau le long du ressort pour centrer le ressort sur la rondelle de retenue. On s’assure que le ressort est bien centré sur la rondelle de retenue.

• la rondelle de retenue comporte une semelle de forme annulaire liée à la couronne pour recevoir le ressort. l’anneau est lié à la couronne. • le piston comporte une collerette destinée à venir en appui contre le corps de pompe et limiter la course du piston lors de l’engagement de la rondelle de retenue sur le piston. Le piston peut déjà être en butée au fond de la chambre de pompage, mais parfois ceci est trop profond pour pouvoir insérer la rondelle de retenue sur le piston. En prévoyant une collerette, on détermine indépendamment la position de butée du piston.

• la pompe comporte un siège recevant le ressort et en appui sur le corps de pompe, le siège comportant une chemise sur laquelle le ressort est centré et entourant le piston.

L’invention a aussi pour objet un procédé de montage d’une pompe telle que définie précédemment, selon lequel on introduit le piston dans la chambre, on place le ressort autour du piston, on place la rondelle de retenue sur le ressort, on appuie sur la rondelle de retenue pour comprimer le ressort jusqu’à l’écartement des doigts contre le piston et le retour des doigts dans la rainure circulaire. Ce procédé est plus simple que celui de l’art antérieur.

Brève description des figures

L’invention sera mieux comprise et d’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, la description faisant référence aux dessins annexés parmi lesquels :

• la figure 1 est une vue d’un détail en coupe d’une pompe selon l’art antérieur ;

• la figure 2 est une similaire à la figure 1 pendant une phase de montage d’une pompe selon un mode de réalisation de l’invention ;

• la figure 3 est une vue similaire à la figure 2 après le montage de la pompe ;

• la figure 4 est une vue en coupe et en perspective de l’extrémité d’un piston et d’une rondelle de retenue de la pompe de la figure 3 ; la figure 5 est une vue en perspective de la rondelle de retenue de la figure la figure 6 est une vue en coupe longitudinale de la rondelle de retenue de la figure 5.

Description détaillée

Une pompe à carburant pour l’injection directe de carburant pour les moteurs à combustion interne selon un mode de réalisation de l’invention est représentée sur les figures 2 à 6. La pompe comporte un corps de pompe 5, une chambre de pompage 50 dans laquelle un piston 1 est monté coulissant, un ressort 3 prenant appui d’une part sur le corps de pompe 5 par l’intermédiaire d’un siège 4 et d’autre part à une extrémité 10 du piston 1 faisant saillie hors du corps de pompe 5 par l’intermédiaire d’une rondelle de retenue 6. La rondelle de retenue 6 comporte une semelle 61 de forme annulaire ayant un axe central A pour recevoir le ressort 3. La rondelle de retenue 6 comporte en outre une couronne 62 de guidage ayant également pour axe l’axe central A et s’étendant le long du ressort 3 depuis la semelle 61 pour centrer le ressort 3 sur la rondelle de retenue 6, et en particulier sur la semelle 61 . La couronne 62 de guidage a une forme sensiblement tronconique. La couronne 62 se prolonge par un anneau 63 ayant également pour axe l’axe central A et s’étendant dans un plan surélevé par rapport au plan de la semelle 61 .

Des moyens de liaison 7 sont prévus entre la rondelle de retenue 6 et l’extrémité 10 du piston 1. Les moyens de liaison 7 comportent une pluralité de doigts 70 issus de l’anneau 63 de la rondelle de retenue 6 et disposés en faisant saillie vers l’axe central A en étant inclinés avec une base liée à l’anneau 63 plus proche du corps de pompe 5 que les extrémités 700 des doigts 70 en contact avec le piston 1 . L’extrémité 700 des doigts 70 se loge dans une rainure circulaire 71 du piston 1 et est maintenue par le ressort 3 en appui sur un épaulement 710 délimitant la rainure circulaire 71 . L’extrémité 700 des doigts 70 est mobile de manière flexible par rapport à l’anneau 63, comme on le verra mieux en lien avec la description du montage de la pompe. Autrement dit, les doigts 70 sont inclinés par rapport à un plan perpendiculaire à l’axe central A, en étant orientés pour réaliser un arc- boutement contre le piston 1 dans la rainure circulaire 71 lorsque le ressort 3 appuie sur la rondelle de retenue 6. L’inclinaison des doigts 70 est typiquement comprise entre 24 et 30°. Un diamètre du fond 710 de la rainure circulaire 71 est inférieur à un diamètre d’extrémité du piston 1 d’une valeur comprise entre 4 et 5 % du diamètre d’extrémité.

Le piston 1 comporte une collerette 11 destinée à venir en appui contre le corps de pompe 5 et limiter la course du piston 1 lors de l’engagement de la rondelle de retenue 6 sur le piston 1 . La collerette 11 pourrait être remplacée par une bague élastique inséré dans une gorge.

Le siège 4 recevant le ressort 3 est en appui sur le corps de pompe 5 et fixé sur lui. Le siège 4 comporte une chemise 40 sur laquelle le ressort 3 est centré et entourant le piston 1 . Optionnellement, des moyens d’arrêt (non représentés) peuvent être sont logés entre le corps et le piston 1 de manière à limiter la course du piston 1 à l’encontre du ressort 3.

Pour le montage de la pompe, on introduit le piston 1 dans la chambre en butée de la collerette 11 sur le corps de pompe 5, on fixe le siège 4 sur le corps autour du piston 1 , on place le ressort 3 autour du piston 1 en appui sur le siège 4, on place la rondelle de retenue 6 sur le ressort 3, on appuie sur la rondelle de retenue 6 pour comprimer le ressort 3. Les doigts 70 s’écartent alors de manière élastique sous l’action de l’extrémité 10 du piston 1 jusqu’à ce qu’ils atteignent la rainure circulaire 71 . Le rappel élastique des doigts 70 poussent les extrémités de ceux-ci dans la rainure circulaire 71 jusqu’à ce qu’ils soient en appui sur le fond de la rainure circulaire 71. On peut alors relâcher le ressort 3, son action est reprise par la rondelle de retenue 6 qui vient en appui contre le fond de la rainure circulaire 71 et l’épaulement 710.