Brevet FR2813641A1 — publié le 20020308

L'invention concerne un procédé et un dispositif correspondant pour mettre en contact un appareil de commande avec des dispositifs utilisateurs de courant d'un moteur à combustion. On connaît, grâce à DE 42 25 329 A1, un dispositif approprié pour mettre en contact un appareil de commande avec des actionneurs de commande des soupapes électromagnétiques. Le moteur à combustion a une culasse, qui est recouverte par un couvercle de culasse, dans laquelle sont agencées les soupapes de changement des gaz, qui sont commandées par les actionneurs électromagnétiques. La culasse est couverte par un couvercle de culasse. L'actionneur comporte un aimant d'ouverture et un aimant de fermeture, dont la commande est assurée par l'appareil de commande. Pour cela, chaque actionneur comporte un câble partant de chaque actionneur à l'intérieur du couvercle de culasse vers un creux dans le couvercle de culasse, par lequel le câble est ensuite acheminé vers l'appareil de commande. Un inconvénient majeur de ce dispositif est le montage coûteux du moteur à combustion, car les câbles doivent être amenés individuellement au creux dans la culasse. En outre, lors de montage du couvercle de culasse, les câbles desserrés dans le couvercle de culasse peuvent se trouver écrasés. On connaît, grâce à DE 198 54 542 Cl, un dispositif pour assurer le contact entre un appareil de commande avec des actionneurs de commande électromagnétique des soupapes. Le moteur à combustion a une culasse constituée de trois éléments de logement, de la culasse proprement dite, d'un élément de cadre monté par une bride sur la culasse et d'un couvercle de cylindre amovible monté sur l'élément de cadre. La mise en contact de l'appareil de commande avec les actionneurs se fait au moyen d'éléments électriques structuraux par l'élément de cadre, les éléments électriques structuraux étant intégrés, au moins partiellement, dans l'élément de cadre. L'invention a pour objectif de fournir un moyen permettant de mettre en contact un appareil de commande avec un dispositif utilisateur de courant d'un moteur à 2 2813641 combustion, permettant de diminuer les coûts de montage et de faciliter globalement celui-ci, tout en maintenant l'encombrement au strict minimum nécessaire. Cet objectif est atteint selon l'invention avec un procédé pour mettre en contact un appareil de commande avec des dispositifs utilisateurs de courant d'un moteur à combustion, o la mise en contact de l'appareil de commande avec les dispositifs utilisateurs de courant se fait au moyen d'éléments électriques structuraux, par un couvercle de culasse, placé sur la culasse d'un moteur à combustion, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: 0io a) les éléments électriques structuraux sont préfixés sur les dispositifs utilisateurs de courant, b) le couvercle de culasse est installé sur la culasse, c) les éléments électriques structuraux sont amenés de la position de préfixation dans une position de fixation, indirectement ou directement, dans le couvercle de culasse, et d) I'appareil de commande est connecté aux éléments électriques structuraux des dispositifs utilisateurs de courant. Selon une variante du procédé, le mouvement des éléments électriques structuraux se trouvant dans la position de fixation directement dans le couvercle de la culasse est empêché dans la direction de mise en contact, mais est possible dans un plan perpendiculaire à la direction de mise en contact. Selon une autre variante, le mouvement des éléments électriques structuraux se trouvant dans la position de fixation indirectement dans le couvercle de culasse via un cadre intermédiaire en appui dans le couvercle de culasse est empêché dans la direction de mise en contact, mais est possible dans un plan perpendiculaire à la direction de mise en contact. Selon une caractéristique du procédé, pour assurer la liaison entre l'appareil de commande et les éléments électriques structuraux, I'appareil de commande est placé dans un creux prévu sur le cadre intermédiaire et est pivoté dans ce creux sur les éléments électriques structuraux. 3 2813641 Selon une autre caractéristique, l'appareil de commande comporte des plots d'insertion, qui, lors de la mise en contact, s'encliquettent avec des plots de réception correspondants du cadre intermédiaire. Un autre objet de l'invention est un dispositif pour mettre en contact un appareil de commande avec des dispositifs utilisateurs de courant d'un moteur à combustion comportant une pluralité de cylindres, au moyen d'éléments électriques structuraux, en particulier pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention, o le moteur à combustion comprend une culasse sur laquelle peut être placé un couvercle de io culasse, caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins une installation de préfixation fixée sur le dispositif utilisateur de courant, au moins un logement de contact entourant partiellement les éléments électriques structuraux et au moins une installation de fixation agencée directement ou indirectement sur le couvercle de culasse. Selon une variante particulière du dispositif de l'invention, les dispositifs utilisateurs de courant sont constitués, en particulier, par des bobines d'allumage et par des actionneurs de commande des soupapes électromagnétiques, possédant les éléments électriques structuraux. De préférence, les éléments électriques structuraux sont constitués par des couplages sur le côté dispositif utilisateur de courant et par des conducteurs reliant le dispositif utilisateur de courant et les couplages, au moins un couplage étant disposé dans un logement de contact et pouvant recevoir un connecteur de l'appareil de commande. Selon une autre variante, l'installation de fixation est un cadre intermédiaire en appui sur le couvercle de culasse, lequel cadre comporte des ouvertures pour les dispositifs utilisateur de courant et / ou les logements de contact. De préférence, un cadre intermédiaire séparé est prévu par cylindre du moteur à combustion. 4 2813641 Un avantage essentiel de l'invention réside dans la facilité du montage. Pour la mise en contact de l'appareil de commande avec les dispositifs utilisateurs de courant du moteur à combustion, les éléments électriques structuraux ou les logements de contact nécessaires sont toujours dans la même position prédéterminée durant lI'ensemble des opérations de montage. En d'autres termes, lors du montage, les éléments électriques structuraux du dispositif utilisateur de courant ou les logements de contact sont amenés uniquement depuis une position de préfixation prédéterminée sur le dispositif utilisateur de courant dans une position de fixation prédéterminée, directement ou indirectement, dans le couvercle de culasse, ce qui permet de mettre en contact sans problème, dans la position de fixation, le dispositif utilisateur de courant avec l'appareil de commande. Les appareils de commande et, en particulier, les appareils de commande des soupapes sont fixés de manière opportune sur le couvercle de culasse. Le contact entre l'appareil de commande couvrant la totalité de la rangée de cylindres et les dispositifs utilisateurs de courant doit être assuré malgré des tolérances très importantes. La fixation flottante des logements de contact dans le couvercle de culasse ou dans un cadre intermédiaire de support dans le couvercle de culasse permet d'égaliser pratiquement toutes les tolérances provenant des dispositifs utilisateurs de courant ou du montage de ceux-ci sur la culasse, grâce à quoi un réajustement des éléments de montage pour réduire les tolérances n'est plus nécessaire. L'utilisation du cadre intermédiaire permet de diminuer encore davantage les tolérances, grâce à une construction groupée des logements de contact, permettant de fractionner une longue chaîne de tolérance en plusieurs chaînes de tolérance courtes. Le contact proprement dit entre les logements de contact et l'appareil de commande est facilité par un creux aménagé dans le cadre intermédiaire, dans lequel l'appareil de commande est placé et pivoté sur les logements de contact ou guidé dans les logements de contact, ce qui contribue à diminuer encore les tolérances et à réduire les forces de contact. Les actionneurs subissent, lors du fonctionnement du moteur à combustion, des contraintes extrêmes, par suite de mouvements d'oscillation, qui conduisent à des 2813641 dysfonctionnements, lorsque les logements de contact sont fixés directement aux actionneurs. Comme les logements de contact sont connectés aux actionneurs par l'intermédiaire de conducteurs ou de câbles et qu'ils n'ont aucun contact.direct avec les actionneurs, le contact entre l'actionneur et le logement de contact est tel que leur fonctionnement sans perturbations devient possible. D'autres variantes d'exécution et avantages de l'invention sont l'objet des autres revendications dépendantes et sont décrits ci-après. 0o Deux exemples de formes d'exécution selon l'invention sont décrits de manière plus détaillée dans la suite, en se reportant à huit figures dans lesquelles: lafig. la est une vue en coupe d'un dispositif selon un premier exemple d'exécution, lors de la préfixation des logements de contact, la fig. 1 b représente le dispositif selon le premier exemple d'exécution lors de la fixation des logements de contact, la fig. 1 c représente le dispositif selon le premier exemple d'exécution lors de la mise en contact des actionneurs avec l'appareil de commande, la fig. 2a est une vue en coupe d'un dispositif selon un second exemple d'exécution lors de la fixation des logements de contact, la fig. 2b représente le dispositif selon le second exemple d'exécution lors de la fixation des logements de contact, la fig. 2c représente le dispositif selon le second exemple d'exécution lors de la mise en contact des actionneurs avec l'appareil de commande, la fig. 2d est une vue latérale du dispositif selon le second exemple d'exécution et la fig. 3 est une vue d'en haut du dispositif selon le second exemple d'exécution avec plusieurs cadres intermédiaires installés sur le couvercle de culasse. 6 2813641 Tout d'abord, il convient de décrire brièvement les différents exemples d'exécution - représentés sur les figures la à c et 2a à c - de dispositifs de mise en contact d'un appareil de commande et, en particulier d'un appareil 1 de commande des soupapes avec des dispositifs 2 utilisateurs de courant d'un moteur à combustion comprenant plusieurs cylindres, au moyen d'éléments électriques structuraux 3, le moteur à combustion comprenant une culasse 4 sur laquelle est installé un couvercle 5 de culasse. Les figures la à lc et 2a à 2c représentent les dispositifs dans les différentes étapes du procédé de la mise en contact. Les dispositifs de mise en contact comprennent au moins une installation de préfixation 6 fixée sur le dispositif 2 utilisateur de courant, au moins un logement de contact 7 entourant partiellement l'élément électrique structurel 3 et au moins une installation de fixation 8 disposée indirectement ou directement sur la culasse 5. Ici " les dispositifs utilisateurs de courant " sont, en particulier, les bobines d'allumage (non représentées) et les actionneurs 2 (décrits de manière plus détaillée ci-après) de commande électromagnétique des soupapes avec les éléments électriques structuraux 3 nécessaires pour assurer les contacts électriques, lesquels comportent, du côté dispositif utilisateur de courant, des couplages 3a (fig. 2d), ainsi que les conducteurs ou des câbles 3b connectant le dispositif 2 utilisateur de courant et le couplage 3a, o au moins un couplage 3a est disposé dans un logement de contact 7 et peut recevoir un connecteur 9 de l'appareil de commande 1. Les actionneurs 2 comprennent un aimant d'ouverture et un aimant de fermeture (non représentés) et ils sont commandés par l'appareil 1 de commande des soupapes. Les actionneurs 2 commandent les soupapes de changement des gaz (non représentées) qui contrôlent les canaux de changement des gaz (également, non représentés). Comme installation de préfixation 6, on prévoit une attache 6a fixée à chaque dispositif 2 utilisateur de courant, avec un creux 6b dans lequel vient se placer le logement de contact 7 avec son côté à fiche mâle 7a orienté dans la direction du couvercle 5 de culasse et avec son côté câble 7b orienté dans la direction du 7 2813641 dispositif 2 utilisateur de courant, tout mouvement des logements de contact 7 dans la direction de mise en contact 10, c'est-à-dire dans la direction de la culasse 4, étant empêché du fait de la présence, sur le côté fiche mâle 7a des logements de contact 7, d'éléments de verrouillage 11, alors qu'un mouvement est possible dans la direction opposée à la direction de mise en contact 10, c'est-à-dire dans la direction du couvercle 5 de culasse. Comme installation de fixation 8, on prévoit, comme représenté sur les figs. la à lc des évidements 8a dans le couvercle 5 de culasse pour recevoir les logements de 1o contact 7 et, comme représenté sur les figs 2a à 2d et 3, au moins un cadre intermédiaire 13, qui comprend le cas échéant des ouvertures de réception 13a pour les logements de contact 7 et les ouvertures de réception 13b pour les bobines d'allumage, le cadre intermédiaire 13 étant disposé dans une discontinuité 5a du couvercle 5 de culasse et en appui sur le couvercle 5 de culasse. Le cadre intermédiaire 13 comprend un creux 13c, dans lequel l'appareil de commande 1 des soupapes peut être placé de manière pivotante, étant entendu que l'on peut également envisager d'insérer axialement l'appareil de commande des soupapes dans des creux réalisés dans le cadre intermédiaire. En outre, on peut envisager d'utiliser plusieurs cadres intermédiaires, comme par exemple un cadre intermédiaire séparé par cylindre du moteur à combustion. La fig. 3 montre, à titre d'exemple, plusieurs cadres intermédiaires 13 avec les ouvertures de réception 13a, 13b pour recevoir chacune une bobine d'allumage et quatre soupapes de changement des gaz par cylindre. La fig. 2d montre un dispositif de centrage qui est réalisé sur l'appareil de commande 1 des soupapes sous la forme de plots d'insertion14 avec un chanfrein et de plots de réception 15 avec un chanfrein, le couplage entre les plots 14, 15 se faisant par un mécanisme d'encliquetage. Un dispositif de centrage similaire pourrait être utilisé dans la première forme d'exécution, sur le couvercle 5 de culasse. Lors de la mise en contact de l'appareil de commande 1 avec les dispositifs utilisateurs de courant, c'est-à-dire, en particulier, avec les actionneurs 2 du moteur à combustion, en premier, on effectue une préfixation des logements de contact 7 sur les actionneurs 2, au cours de laquelle les logements de contact 7 viennent se 8 2813641 placer dans les creux 6a des attaches 6a réalisées comme des dispositifs d'encliquetage et au cours de laquelle les éléments de verrouillage1 1 se trouvant sur le côté fiche mâle 7a empêchent un glissement des logements de contact 7 dans la direction de mise en contact 10. A la place d'un dispositif d'encliquetage, on peut envisager une fixation par vis, un verrouillage à l'aide d'une tige ou similaire. Ensuite, le couvercle 5 de culasse est installé sur la culasse 4 du moteur à combustion. 1o Puis, les logements de contact 7 sont amenés de la position de préfixage à une position de fixage dans le couvercle 5 de culasse, indirectement ou directement. Cela signifie que les logements de contact 7 sont transférés hors des creux 6 des attaches 6a dans la discontinuité 5a du couvercle 5 de culasse ou dans les ouvertures 13a du ou des cadres intermédiaires 13. L'élément de verrouillage 1 1 du logement de contact 7 est alors déformé élastiquement pour permettre le passage de l'élément de verrouillage 1 1 par l'ouverture 13a. Ensuite, la déformation s'inverse, si bien que les éléments de verrouillage 11 s'immobilisent sur le couvercle 5 de culasse ou sur des cadres intermédiaires 13 et empêchent un mouvement des logements de contact 7 dans la direction de mise en contact 10. Un mouvement des logements de contact 7 dans un plan 16 perpendiculaire à la direction de mise en contact 10 est possible et il permet de réduire les tolérances qui proviennent des actionneurs 2 ou de leur montage sur la culasse 4, directement dans le couvercle 5 de culasse par la discontinuité 5a du couvercle 5 de culasse ou indirectement dans le couvercle 5 de culasse par l'intermédiaire des cadres intermédiaires 13. Finalement, I'appareil 1 de commande des soupapes est connecté aux éléments électriques structuraux 3 du dispositif 2 utilisateur de courant lorsque le connecteur 9 de l'appareil 1 de commande des soupapes est introduite dans le couplage 3a du côté dispositif utilisateur de courant du logement de contact 7. Dans le premier exemple d'exécution selon la fig. 1lc, I'appareil 1 de commande des soupapes est placé sur le couvercle 5 de culasse par suite d'un mouvement linéaire. Par contre, dans le second exemple d'exécution selon la fig. 2c, I'appareil 1 de commande des soupapes, monté de manière pivotante par l'intermédiaire d'un creux 13c dans le 9 2813641 * cadre intermédiaire 13, est pivoté ou guidé sur le cadre intermédiaire 13 ou les éléments électriques structuraux 3. Pour faciliter encore davantage la mise en contact, I'appareil 1 de commande des soupapes et les cadres intermédiaires 13 ou le couvercle 5 de culasse comportent des plots d'insertion 14 et des plots de réception 15 qui coopèrent en particulier par leurs chanfreins lors de la mise en contact et facilitent ainsi l'insertion des connecteurs 9 dans les couplages 3a. Dans une autre forme d'exécution, pour diminuer encore les tolérances ou les forces de contact, I'appareil de commande 1 est solidaire du couvercle 5 de culasse et les cadres intermédiaires 13 sont amenés individuellement par un dispositif de levage dans la position de contact, ceci étant également envisageable pour chaque logement de contact 7 individuel. o0 2813641 Revendications 1. Procédé pour mettre en contact un appareil de commande (1) avec des dispositifs (2) utilisateurs de courant d'un moteur à combustion, o la mise en contact de l'appareil de commande (1) avec les dispositifs (2) utilisateurs de courant se fait au moyen d'éléments électriques structuraux (3), par un couvercle (5) de culasse, placé sur la culasse (4) d'un moteur à combustion, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: a) les éléments électriques structuraux (3) sont préfixés sur les dispositifs (2) utilisateurs de courant, b) le couvercle (5) de culasse est installé sur la culasse (4), c) les éléments électriques structuraux (3) sont amenés de la position de préfixation dans une position de fixation, indirectement ou directement, dans le couvercle (5) de culasse, et d) I'appareil de commande (1) est connecté aux éléments électriques structuraux (3) des dispositifs (2) utilisateurs de courant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement des éléments électriques structuraux se trouvant dans la position de fixation directement dans le couvercle (5) de culasse est empêché dans la direction de mise en contact (10), mais est possible dans un plan (16) perpendiculaire à la direction de mise en contact (10). 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mouvement des éléments électriques structuraux (3) se trouvant dans la position de fixation indirectement dans le couvercle (5) de culasse via un cadre intermédiaire (13) en appui dans le couvercle (5) de culasse est empêché dans la direction de mise en contact (10), mais est possible dans un plan (16) perpendiculaire à la direction de mise en contact (10). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour assurer la liaison entre l'appareil de commande (1) et les éléments électriques structuraux (3), l'appareil de commande (1) est placé dans un creux (13c) prévu sur le cadre il 2813641 intermédiaire (13) et est pivoté dans ce creux (13c) sur les éléments électriques structuraux (3). 5. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'appareil de commande (1) comporte des plots d'insertion (14), qui, lors de la mise en contact, s'encliquettent avec des plots de réception correspondants (15) du cadre intermédiaire (13). 6. Dispositif pour mettre en contact un appareil de commande (1) avec des io dispositifs (2) utilisateurs de courant d'un moteur à combustion comportant une pluralité de cylindres, au moyen d'éléments électriques structuraux (3), en particulier pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications 1 à 5, o le moteur à combustion comprend une culasse (4) sur laquelle peut être placé un couvercle (5) de culasse, caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins une installation de préfixation (6) fixée sur le dispositif (2) utilisateur de courant, au moins un logement de contact (7) entourant partiellement les éléments électriques structuraux (3) et au moins une installation de fixation (8) agencée directement ou indirectement sur le couvercle (5) de culasse. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les dispositifs utilisateurs de courant sont constitués, en particulier, par des bobines d'allumage et par des actionneurs (2) de commande des soupapes électromagnétiques, possédant les éléments électriques structuraux (3) 8. Dispositif selon la revendication 6 ou la revendication 7, caractérisé en ce que les éléments électriques structuraux (3) sont constitués par des couplages (3a) sur le côté dispositif (2) utilisateur de courant et par des conducteurs (3b) reliant le dispositif (2) utilisateur de courant et les couplages (3a), au moins un couplage (3a) étant disposé dans un logement de contact (7) et pouvant recevoir un connecteur (9) de l'appareil de commande (1). 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'installation de fixation (8) est un cadre intermédiaire (13) en appui sur le couvercle (5) de culasse, 12 2813641 lequel cadre comporte des ouvertures (13a) pour les dispositifs (2) utilisateur de courant et / ou les logements de contact (7). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un cadre intermédiaire séparé (13) est prévu par cylindre du moteur à combustion.