Brevet FR2596589A1 — publié le 19871002

CAPUCHON D'ISOLATION POUR BOUGIE D'ALLUMAGE DE MOTEUR A COMBUSTION INTERNE La présente invention concerne le domaine technique de l'isolation des bougies d'allumage de moteurs à combustion interne, plus particulérement de moteurs à allumage commandé et elle vise les moyens mis en oeuvre pour assurer, à la fois, l'isolation électrique de la bougie, de son organe de raccordement à un câble conducteur et d'une partie de ce câble conducteur. L'invention concerne, plus particulièrement, le problème de l'isolation et de l'étanchéité de telles bougies disposées au fond de puits ménagés dans la culasse. L'évolution technique des moteurs à combustion interne, ainsi que l'exigence d'obtention de meilleurs rendements, ont conduit les constructeurs à adopter, de plus en plus fréquemment, une distribution du type arbre à cames en tête. Une telle structure impose, obligatoirement, de recourir à une culasse de plus forte épaisseur, de manière à pouvoir disposer du volume suffisant pour Loger de tels arbres à cames en tête. Dans un souci de meilleur échange thermique, les constructeurs ont cherché, également, à surdimensionner les volumes de circulation de liquide de refroidissement à l'intérieur de telles culasses. Ces deux impératifs ont conduit les constructeurs à adopter des configurations de culasses notablement plus épaisses que les culasses traditionnelles. Il s'est donc avéré nécessaire de délimiter, dans de telles culasses, des puits profonds dans Lesquels sont installées les bougies. Pour des raisons d'économie, de telles culasses sont, genéralement soumises à des opérations d'usinage limitées aux surfaces ou portées de référence absolument indispensables. Pour ce qui concerne les puits de bougie, un tel usinage est limité à la portée de fond, afin de fournir une référence précise à la définition de la cote de position des électrodes de la bougie à l'intérieur de la chambre de combustion. L'usinage du puits est ainsi limité à cette portée et le reste de la paroi périphérique, de même que la surface supérieure de la culasse, restent à l'état brut de fonderie. On conçoit qu'il existe une dispersion sensible des cotes de diamètre ou de section des puits et de profondeur entre la portée usinée et la surface supérieure de la culasse. Une telle dispersion est encore aggravée par les tolérances de Longueur susceptibles d'être présentées, même par des bougies de même type. Le problème qui se pose est donc celui de pouvoir adapter dans de telles conditions un capuchon de bougie capable d'assumer une fonction d'isolation sur le câble, une fonction d'isolation sur la porcelaine de la bougie, une fonction d'isolation sur la cosse de raccordement à la bougie et une fonction d'isolation par rapport au puits de la culasse. Les capuchons de bougies actuellement connus sont, assurément, incapables d'apporter une solution à un tel problème qui doit être résolu, en tout état de cause, pour garantir un bon fonctionnement du moteur et éviter, notamment en raison des tensions d'allumage élevées appliquées, les risques de fuites électriques ou de claquages responsables de mauvais démarrages et de mauvais fonctionnements. Pour tenter de répondre à ce problème, il a été préconisé de remplacer le capuchon isolant connu par un ensemble comprenant un fût long, à paroi extérieure conique, possédant un canal axial dans lequel est engagé le conducteur et la cosse. Le fût possède une extrémité terminale relativement souple, à même d'être emboitée sur La bougie pour assurer La connexion entre l'olive de bougie et la cosse du conducteur. Si un tel moyen permet d'établir une isolation électrique convenable entre le câble et la bougie, en revanche, il n'assure pas une fermeture étanche suffisante et convenable entre l'ensemble câble-bougie et le puits qui reste, généralement, ouvert. Pour tenter de régler ce problème, il a été préconisé d'adjoindre au fût une bague coulissante, coopérant avec la paroi extérieure tronconique du fût et apte à être en partie insérée dans le puits pour fermer l'extrémité supérieure de ce dernier. Un tel capuchon n'est pas de nature à apporter un règlement satisfaisant au problème posé pour différentes raisons. La première tient au fait que L'ensemble formé par les deux éléments constitutifs est cher et d'une manipulation délicate, en raison du fait que la pose ou la dépose impliquent de faire coulisser la bague en élastomère par rapport au fût également en élastomère. Cette opération est souvent difficile et délicate à mener à bien, en raison du caractère même des matières constitutives de la bague et du fût. La seconde réside dans l'absence de possibilité de compensation des variations de cotes du puits et des tolérances de la bougie. La troisième est due au fait que la bague extérieure ne possède aucune faculté d'adaptation la rendant apte à coopérer avec un état de surface rugueux. Au total, les moyens préconisés à ce jour pour résoudre le problème posé sont insatisfaisants, tant pour les fonctions d'isolation qu'ils devraient assumer que pour les conditions de montage et de démontage. L'objet de l'invention est de proposer un nouveau capuchon d'isolation de bougie conçu spécialement pour résoudre le problème général posé et pour offrir, en conséquence, des qualités d'isolation sur conducteur, sur bougie et sur puits, d'une exceptionnelle qualité, quelles que soient les dispersions de cotes et les etats de surface susceptibles d'être présentes par des culasses de conception moderne, issues directement de fonderie et, pour ainsi dire, dépourvues de surfaces de référence usinées offertes en coopération avec un tel capuchon. Un autre objet de l'invention est de proposer un capuchon d'isolation léger, peu onéreux et particulièrement aisé de montage ou de démontage. Pour atteindre les buts ci-dessus, le capuchon d'isolation conforme à l'invention est caractérisé en ce qui comprend, venus de moulage avec le fût - une jupe s'étendant concentriquement à distance et extérieurement au fût auquel elle est raccordée par un bord annulaire de flexion, - et un manchon prolongeant la jupe, entourant concentriquement et à distance le fût et présentant, par sa paroi périphérique extérieure, une forme tronconique dont la grande base est confondue avec une collerette transversale de plus grand diamètre que le manchon et formée entre ce dernier et la jupe. Diverses autres caractéristiques ressortent de ta description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, une forme de réalisation de L'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe-élévation longitudinale du capuchon d'isolation conforme à l'invention. Les fig. 2 et 3 sont des coupes-élévations montrant, à plus petite échelle, deux phases particulières de mise en oeuvre de L'objet de L'invention. Le capuchon d'isolation pour bougie d'allumage, installée dans le fond d'un puits d'une culasse d'un moteur à combustion interne, comprend, comme illustré par la fig. 1, un ensemble 1 obtenu par moulage d'une seule pièce en une matière élastique appropriée, par exemple en HYPALON de dureté 55 Shore A. L'ensemble 1 comprend un fût 2 de forme générale tubulaire, définissant une partie terminale 3, dite d'enveloppement total d'une cosse de connexion et d'enveloppement partiel d'un câble conducteur, et une partie terminale 4 dite d'emboitement sur la porcelaine d'une bougie d'allumage. La partie terminale 3 délimite, intérieurement et axialement, un conduit cylindrique 5 dont la section de passage est Légèrement inférieure à celle extérieure d'un câble conducteur. Ce conduit 5 aboutit à un logement 6, de même direction et de plus grande section que le conduit 5 avec lequel il est aligné. Le logement 6 est réservé à La cosse de connexion équipant normalement l'extrémité du câble conducteur pour établir une liaison électrique avec l'olive d'une bougie. Le logement 6 aboutit dans un dégagement 7 de plus grande section situé dans son alignement et qui est délimité intérieurement au fût pour réserver un volume de débattement suffisant pour un clip élastique normalement adapté sur la cosse.Le dégagement 7 est limité dans sa partie transversale opposée au logement 6, par un rebord ou épaulement interne 8 séparant ce dégagement d'une chambre tubulaire cylindrique 9 avec laquelle il est aligné et qui est délimitée dans la partie terminale 4 pour s'ouvrir à l'extrémité de cette dernière. La chambre 9 possède une section légèrement inférieure à celle de la porcelaine extérieure enrobant l'électrode centrale d'une bougie. Le rebord 8 sert également au guidage de la cosse. La partie terminale 3 est bordée, à son extrémité libre, par un bourrelet 10 destiné à assumer une fonction d'organe de préhension et de traction facilitant le montage et le démontage du capuchon d'isolation. Dans l'exemple de réalisation selon La fig. 1, le conduit 5, le logement 6 et la chambre 9 possèdent, sensiblement, une même longueur axiale. Des cotes axiales différentes pourraient être retenues en fonction des caractéristiques dimensionnelles, notamment de la cosse de connexion et de la bougie. Le capuchon d'isolation comprend, par ailleurs, venue de moulage avec le fût, une jupe 11, de forme générale cylindrique, s'étendant concentriquement, à distance et extérieurement au fût 2. La jupe 11 possède une épaisseur relativement faible pour être aisément déformable élastiquement, à la manière d'un soufflet. La jupe 11 est raccordée au fût 2 par un bord annulaire de flexion 12 s'étendant transversalement. Selon L'exemple de réalisation illustré, le bord 12 prend naissance extérieurement sur le fût 2 dans un plan correspondant sensiblement au raccordement entre le conduit 5 et Le logement 6. La jupe 11 s'étend à partir du bord 12 en direction de la partie tubulaire 4 et se trouve prolongée par un manchon 13, également tubulaire, entourant concentriquement à distance le fût 2. Le manchon 13 possède une surface extérieure 14 de forme générale tronconique, dont la petite base s'étabLit sensibLement à l'extrémité terminale du manchon, alors que la grande base se trouve confondue avec une collerette d'appui transversale 15 formée entre le manchon 13 et la jupe 11. La collerette transversale 15 possède une épaisseur supérieure à celle de la jupe 1 et présente, pour le raccordement avec le manchon 13, une face transversale 16 en contre-dépouille. La surface périphérique extérieure tronconique 14 est, en réalité, définie par les sommets d'une pluralité de nervures annulaires 17 espacées les unes par rapport aux autres, de façon équidistante entre La face 16 de la collerette 15 et L'extrémité du manchon 14 auquel La dernière nervure est raccordée par un chanfrein~18. La jupe 11 présente un évent 19 constitué par un trou traversant menagé selon une direction radiale à proximité de La coLlerette 15, de façon à faire communiquer avec l'extérieur l'intervalle annulaire 20 délimité autour du fût 2 par La jupe 11 et le manchon 13. Le diamètre moyen de la surface tronconique 14 est choisi pour correspondre au diamètre moyen des puits pris dans Le pLan de la surface extérieure des culasses. Le capuchon d'isolation décrit ci-dessus est prévu pour équiper un câble d'allumage 21, illustré par la fig. 2 et comportant une cosse 22. Le capuchon est, à cet effet, enfilé par Le conduit 5 sur l'extrémité du câble 21, de manière à placer la cosse 22 dans Le logement 6 et à disposer le clip de cette derniere dans le dégagement 7. Dans cet état, te conduit 5 enveLoppe avec serrage la partie correspondante du câble 21 sur LequeL une étanchéité d'interface est ainsi réalisée. Le câble 21, équipé du capuchon 1, peut être présenté face à un puits 23 d'une culasse 24 pour établir la connexion électrique et L'étanchéité avec une bougie 25 vissée en appui sur une portée 26 rectifiée dans Le fond du puits 23. La présentation du capuchon d'isolation 1 est effectuée, de telle sorte que la partie terminale d'emboitement 4 soit engagée sur La porcelaine de bougie, alors que, simultanément, le manchon 13 s'engage, dans le sens de la flèche fr, à l'intérieur du puits 23. Cet engagement soumet les nervures 17 à une flexion latérale progressive, établissant une étanchéité parfaite, complétée par l'application de la surface 16 sur le dessus 27 de la culasse 24. Dans le cas ou les différentes cotes relatives correspondent exactement à la définition théorique, l'engagement maximal du manchon 13 jusqu'en butée contre la collerette transversale d'appui 15, permet, simultanément, de réaliser l'emboitement maximal de la partie terminale 4 sur la bougie 25. Cet exemple de montage théorique, représenté à la fig 2, permet de constater que la bougie est sensiblement entièrement recouverue par la partie d'emboîtement 4 et se trouve ainsi isolée du milieu ambiant en assurant, en coopération avec la liaison étanche entre le conduit 5 et le câble 21, l'isolation de l'olive et de la cosse 22. Il y a lieu de noter que le montage du capuchon et de la cosse a pu s'effectuer sans aucune contrainte, étant donné la possibilité de débattement offerte au clip de cosse par la présence du dégagement 7. Dans cette position, le manchon 13 établit une étanchéité périphérique par rapport à la paroi du puits 23; alors que la collerette de butée 15 établit une étanchéité entre sa surface 16 et le dessus 27 de L3 culasse 24. Ainsi, dans ces conditions, les fonctions d'isolation et d'étanchéité recherchées sont parfaitement: assumées. Il y a lieu de noter que, dans ce montage, la pression axiale exercée dans le sens de la flèche f1 lors de l'embotement du manchon 13 dans le puits 24, tend à provoquer une mise sous flexion de la collerette 15 dont la surface 15 est sollicitée pour être ramenée dans un plan sensiblement transversal. La réaction à la déformation élastique qui lui est imposée permet, en retour, d'établir une sorte de dépression ayant pour effet de plaquer correctement la surface 16 sur le dessus 27, quel que soit l'état de surface de ce dernier. Il y a Lieu de noter que le montage du capuchon 1 peut être mené à bien sans risque de mise en compression du volume interne du puits 23, étant donné la présence de l'évent 19 qui permet l'échappement d'une partie du volume d'air emprisonné des le début de l'emboîtement du manchon 13 dans le puits 23. Le démontage du capuchon peut être obtenu aisément en agissant dans le sens inverse à celui de ta flèche f1 sur le bourrelet 10 constituant, alors, organe de traction. De façon à répondre au problème initialement posé, la jupe 11 et le manchon 13 sont initialement formés sur le fût 1 de manière que la collerette transversale 15 s'établisse à une distance de L'extrémité de la partie d'emboîtement 4 sensiblement egale å, la plus petite profondeur des puits 23, de manière à permettre l'obtention d'un montage, comme décrit en référence à la fig. 2. Dans tous les autres cas, l'amenée de la collerette transversale 15 en appui sur le dessus 27 de la culasse ne correspond pas à l'établissement d'une connexion correcte et complète entre la cosse 22 et la bougie 25. Comme cela apparaît à la fig. 3, lorsque cette situation se présente, l'utilisateur poursuit la pression exercée dans le sens de la flèche f1 lorsque La collerette transversale 15 prend appui sur le dessus 27. Ceci entraîne, dans le sens descendant, le fût 2 qui est déplacé relativement par rapport au manchon 13 en provoquant, à partir du bord 12, la formation d'un pli roulé 11a dans la paroi de la jupe 11. Ceci permet de parfaire le déplacement axial relatif du fût 1 pour assurer le montage de la cosse 22 sur l'olive de bougie et l'emboîtement complet de la partie terminale 4 sur cette dernière. Ainsi que cela ressort de la comparaison des fig. 2 et 3, le capuchon d'isolation selon l'invention permet, par conséquent, dans les deux cas, de réaliser un montage également étanche, quelles que soient les variations de profondeur susceptibles d'être présentées par des puits 23 de culasse non usinée et quelles que soient les tolérances de longueur des bougies 25. Les nervures 17, définissant la paroi périphérique tronconique 14 du manchon 13, permettent aussi l'obtention d'une connexion électrique étanche, même dans les cas ou les puits 23 sont irréguliers ou de sections variables. IL y a lieu de remarquer que l'évent 19 est prévu à proximité de la collerette 15, de manière à être situé toujours en dessous du pli roulé îîa. L'évent 19 garde ainsi une orientation radiale surplombée par le pli roulé 11a qui le protège contre tout risque d'introduction d'eau de ruissellement ou de condensation. La fig. 1 montre qu'il peut être avantageux de faire venir sur la face interne périphérique du manchon 13 des nervures axiales internes 30 permettant d'établir un centrage du fût 2, plus particulièrement dans la zone supérieure de La partie d'emboîtement 4. Ceci permet d'éviter la déformation de cette partie terminale, notamment lors des stockages prolongés. Il doit être remarqué que la conformation du capuchon selon l'invention a pour effet de conférer à la partie du fût 2, délimitant le logement 6, une paroi épaisse apte à établir une isolation électrique parfaite s'opposant à tout risque de claquage entre La cosse 22 et une partie métallique conductrice, telle que la culasse 24. Cette isolation électrique est, en outre, dans tous Les cas, renforcée par l'intervalle 20 formant une isolation diélectrique et par L'épaisseur de paroi du manchon 13 qui entoure le dégagement 7 et Le logement 6 dans tous les cas de montage, tel que cela ressort des fig. 2 et 3. L'invention n'est pas limitée à l'exemple décrit et représenté, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Capuchon d'isolation pour bougie d'allumage de moteur à combustion interne, du type comprenant un fût (2) en élastomère comportant une partie tubulaire (3) d'enveloppement d'une cosse de connexion entre la bougie et un câble conducteur et une partie (4) d'emboitement de La bougie, caractérisé en ce qu'il comprend, venus de moulage avec le fût - une jupe tubulaire (11) s'étendant concentriquement à distance et extérieurement au fût auquel elle est raccordée par un bord annulaire de flexion (12), et à partir duquel elle peut former, par déplacement axial relatif, un pli roulé, - et un manchon (13) prolongeant la jupe, entourant concentriquement et à distance le fût et s'étendant à partir d'une collerette transversale (15) de plus grand diamètre que le manchon, formée entre ce dernier et la jupe. 2 - Capuchon d'isolation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la jupe (11) et le manchon (13) possèdent ensemble une longueur inférieure à celle du fût. 3 - Capuchon d'isolation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la jupe (11) est raccordée au fût (2) à distance de l'extrémité libre de la partie tubulaire (3) d'enveloppement, laquelle est bordée par un bourrelet de préhension-traction (10). 4 - Capuchon d'isolation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la jupe (11) présente un évent transversal (19) 5 - Capuchon d'isolation selon La revendication 1, caractérisé en ce que la collerette transversale (15) possède une face (16) de raccordement avec le manchon, formée en contredépoui île. 6 - Capuchon d'isolation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (13) possède une surface extérieure tronconique (14) définie par les sommets des nervures (17) annulaires espacées assurant une étanchéité sur différents diamètres. 7 - Capuchon d'isolation selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un fût (2) délimitant intérieurement, à partir de sa partie d'enveloppement (3) et successivement - un conduit (5) de section au plus égale à celle du câble, - un logement (6) de plus grande section que le conduit, réservé à la cosse de connexion, - un dégagement (7) de plus grande section que le logement (6) et réservé au débattement d'un clip élastique équipant la cosse, - un rebord interne (8) matérialisant la base du dégagement et guidant l'extrémité de la cosse, - et une chambre (9) s'ouvrant à l'extrémité de la partie d'emboîtement réservée à l'engagement de ia bougie et assurant L'isolation sur celle-ci. 8 - Capuchon d'isolation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (13) comporte, intérieurement, des nervures axiales (30) de centrage par rapport au fût.