Brevet FR2821893A3 — publié le 20020913

FR 2821893 A3 20020913 FR 0103226 A 20010309 Etat de la technique. L'invention concerne une unité d'allumage de moteur à combustion interne, unité comportant une pièce de montage en forme de tige en une seule partie avec une bougie d'allumage et une bobine d'allumage couplée à celle-ci, la bougie et la bobine étant entourées au moins partiellement par un corps de base dont la forme de base est de préférence cylindrique, l'unité d'allumage étant logée sur une partie de sa longueur dans une cheminée d'une culasse de moteur à combustion interne en y étant insérée par son premier segment d'extrémité du côté de la chambre de combustion. Une telle unité d'allumage est connue selon le document DE 296 12 481. L'unité d'allumage se compose d'une bougie et d'une bobine d'allumage couplée à celle-ci en étant reliée par un corps de base pour former une unité de montage. L'unité d'allumage comporte à une extrémité une installation de vissage et à l'autre extrémité un filetage en étant logée de manière habituelle dans la cheminée d'une culasse de moteur à combustion interne sur une partie de sa longueur et en étant fixée à la culasse. Ce type de fixation est délicat comme l'on montré les essais de secousses car l'unique point de fixation est prévu à une extrémité de l'unité d'allumage et la partie restante, principale de l'unité d'allumage, qui n'est guidée que de manière insuffisante à l'intérieur de la cheminée surdimensionnée, effectue des mouvements transversaux par rapport à sa direction longitudinale si bien qu'à proximité de l'unique point de fixation on rencontre de fortes contraintes mécaniques risquant de provoquer une rupture de l'unité d'allumage à cet endroit. Cela se répercuterait de manière gênante par la perte de fonctionnement de l'unité d'allumage. Avantages de l'invention. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet une unité d'allumage du type défini cidessus, caractérisée en ce que le premier segment d'extrémité comporte un corps enfichable, de préférence cylindrique, engagé dans un perçage ajusté de la culasse pour le montage de l'unité d'allumage dans la culasse, l'unité d'allumage ayant un organe de fixation éloigné du corps enfichable, cet organe étant sollicité selon une liaison de forme et de force par un dispositif de serrage monté séparément de l'unité d'allumage, et l'organe de fixation et le dispositif de serrage assurent, en plus de montage de l'unité d'allumage assuré par le corps enfichable et le perçage ajusté, une fixation supplémentaire de l'unité d'allumage sur la culasse. L'unité d'allumage est munie, au niveau d'un premier segment d'extrémité, d'un corps enfichable qui est engagé dans un perçage ajusté de la culasse pour constituer un premier point de fixation de l'unité d'allumage. L'unité d'allumage comporte également un organe de fixation éloigné du corps d'enfichage et qui est sollicité par une liaison de forme et de force par un dispositif de serrage installé séparément de l'unité d'allumage. Cet organe de fixation et le dispositif de serrage permettent une autre fixation de l'unité d'allumage. Ainsi, l'unité d'allumage est suffisamment protégée contre les incidents mécaniques, même sous l'effet de fortes secousses comme celles caractéristiques du fonctionnement d'un véhicule automobile, si bien que l'unité d'allumage est apte à fonctionner même dans des conditions difficiles. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention : - l'organe de fixation est disposé sur un second segment d'extrémité de l'unité d'allumage qui sort de la cheminée, et l'organe de fixation com- porte, en plus d'un prolongement cylindrique, un anneau opposé ra- dialement en saillie par rapport au prolongement, - le dispositif de serrage est tenu sur la culasse par un moyen de fixation et comporte au moins un serre-flan et un élément de guidage, - le serre-flan est constitué par une patte en forme de H avec un segment médian central d'où partent des paires de bras, - chaque paire de bras a entre les bras un intervalle libre supérieur d'un jeu par rapport au diamètre du prolongement, et les bras viennent laté- ralement par rapport au prolongement, - la face inférieure du serre-flan comporte sur chaque bras, en extrémité, une surface d'appui de préférence bombée, pour servir d'appui sur l'anneau opposé ou sur une surface d'appui opposée de la culasse, - le segment central comporte un perçage traversant entre son côté su- périeur et le côté inférieur du serre-flan pour le passage d'une partie du moyen de fixation, le perçage traversant ayant, du côté supérieur, une cavité et du côté inférieur un chambrage réalisant une extension ra- diale, - la cavité est de forme concave pour recevoir notamment, par une liai- son de forme, une surface de guidage convexe de l'élément de guidage placée sous la tête du moyen de fixation en étant tenue par ce moyen de fixation, - le serre-flan est monté sur la culasse par un bossage qui pénètre dans le chambrage, ce dernier constituant une extension avec épaulement du perçage traversant, - le second segment d'extrémité comporte, comme extrémité libre, un connecteur de forme coudée, - le corps de base comporte une fente longitudinale et le corps de base assure le retour de flux du champ magnétique de la bobine d'allumage. Dessins. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté dans l'unique figure qui est une vue de côté partiellement coupée de l'unité d'allumage. Description de l'exemple de réalisation. L'unique figure montre une unité d'allumage 11 essentiellement en forme de tige fixée dans la culasse 12 d'un moteur à combustion interne en étant sollicitée par un dispositif de serrage 13. L'unité d'allumage 11 comprend comme parties principales une bobine d'allumage 14 essentiellement en forme de tige, une bougie d'allumage 16 couplée à la bobine d'allumage 14 et un corps de base 18, métallique, muni d'une fente longitudinale 17 ; le corps de base entoure complètement la bobine d'allumage 14 et la bougie 16 sur une partie de sa longueur, sauf pour la fente longitudinale 17. Le corps de base 18, qui relie la bobine d'allumage 14 rigidement à la bougie 16, forme en même temps un tube de retour de flux magnétique pour la bobine d'allumage 14. Un corps d'enfichage 22 dépasse d'un premier segment d'extrémité 21 du corps de base 18 ; un dispositif à électrodes 23 sort de la bougie 16. Au second segment d'extrémité 24 de l'unité d'allumage 11, à l'extrémité du corps de base 18, on a un organe de fixation 26 et à l'extrémité libre un connecteur 27 pour l'alimentation en tension de l'unité d'allumage 11. L'unité d'allumage 11 est logée sur une partie de sa lon- gueur dans une cheminée cylindrique 28 de la culasse 12 et est ainsi en- gagée sans jeu significatif avec le corps d'enfichage 22 dans le perçage ajusté 29. Le perçage ajusté 29 commence au fond 31 de la cheminée 28. Ce perçage est coaxial à la cheminée 28 et son diamètre est réduit. L'unité d'allumage 11 est appliquée directement uniquement avec interposition d'un joint d'étanchéité échangeable 32 avec un épaulement 33 contre le fond 31 ; l'épaulement 33 est formé par la différence de diamètre au passage entre le corps enfichable 22 et le corps de base 18. Lorsqu'on engage le corps enfichable 22 dans le perçage ajusté 29, du fait de tolérances de fabrication de l'unité d'allumage 11 et de la culasse 12, on peut rencontrer un défaut d'alignement entre le premier axe longitudinal 34 du corps enfichable 22 et le second axe longitudinal 36, celui du corps de base 18. Pour un montage sans difficulté de l'unité d'allumage 11 dans la cheminée 28 et le perçage ajusté 29 il est de ce fait nécessaire que le diamètre de la cheminée 28 soit plus grand que le diamètre du corps de base 18 pour avoir un intervalle annulaire 39 entre l'enveloppe extérieure 37 du corps de base 18 et la paroi intérieure 38 de la cheminée 28 ; cet intervalle annulaire peut être excentré et prendre alors par endroits des valeurs importantes. Sans autre appui de l'unité d'allumage 11, l'intervalle annulaire 39 permet, du fait de la fixation de l'unité 11 qui n'est prévue que par son extrémité au niveau du corps enfichable 22, des efforts transversaux tels que ceux produits par les contraintes engendrées par les secousses produisant des mouvements de l'unité d'allumage 11 dans la direction radiale, au-delà du corps d'enfichage 22 ; ainsi, en particulier au passage entre le corps enfichable 22 et le corps de base 18, on peut rencontrer des sollicitations mécaniques importantes. Ces sollicitations sont absorbées dans le cas de l'unité d'allumage 11 selon l'invention par l'organe de fixation 26 de l'unité d'allumage 11 coopérant avec le dispositif de serrage 13 porté par la culasse 12. Le dispositif de serrage 13 comporte un serre-flan 42, un moyen de fixation 43 et un élément de guidage 44. Le serre-flan 42 a une forme de base en H. Il présente un segment médian 46 d'où partent par paires opposées quatre bras 47. Un perçage traversant 48 au centre du segment médian 46 est élargi au niveau du côté supérieur 49 du serre-flan 42 pour former une cavité concave 51 alors qu'au niveau de la face inférieure 52 du serreflan 42, le perçage traversant 48 s'élargit par un chambrage 53. Chaque fois deux bras 47 sont parallèles en forme de four- che. Leur écartement est dimensionné pour recevoir le prolongement cy- lindrique 54 de l'organe de fixation 26 dans leur intervalle. Les zones d'extrémité des bras 47 ont un côté inférieur 52 bombé. Ces zones forment chacune une surface d'appui 56 pour un an- neau opposé 57 en saillie radialement du prolongement 54 de l'organe de fixation 26 ou pour une surface d'appui opposée 58 de la culasse 12. Le serre-flan 42 est centré et monté sur un bossage 59. Le bossage 59, qui dépasse de la culasse 12, entoure un taraudage 61 pour recevoir le serre-flan 42 sur la culasse 12. Le bossage 59 pénètre dans le chambrage 53 de la face inférieure 52 du serre-flan 42 et reçoit ainsi le serre-flan 42 par une liaison par la forme. Le serre-flan 42 est tenu au niveau du bossage 59 par le moyen de fixation 43 constitué par une vis à tête cylindrique. Sous la tête 62 du moyen de fixation 43 se trouve l'élément de guidage annulaire 44 en forme de rondelle sphérique. L'élément de guidage 44 vient par une liaison de forme avec sa surface de guidage 63 convexe d'un côté dans la cavité concave correspondante 51. On peut ainsi compenser une position en biais du serre-flan 42 du fait des tolérances de positionnement et éviter toute contrainte en flexion sur le moyen de fixation 43. En vissant le moyen de fixation 43 dans le taraudage de fixation 61, le serre-flan 42 transmet une force de serrage dirigée axialement à l'unité d'allumage 11. Ainsi, il n'est pas nécessaire de dimensionner le corps de base 18 muni de la fente 17 et servant en même temps de moyen de retour de champ magnétique de la bobine d'allumage 14, aussi fortement pour qu'il puisse transmettre un couple de fixation de l'unité d'allumage 11 à l'aide d'un filetage. Cela permet de réduire la matière utilisée pour l'unité d'allumage 11. La force de serrage minimale applicable est définie pour éviter toute sortie de gaz de la chambre de combustion du moteur au niveau du joint d'étanchéité 32 malgré les forces engendrées par les accélérations sous l'effet des contraintes des secousses. D'autre part, la force de serrage maximale à exercer ne doit pas dépasser la résistance mécanique de l'organe de fixation 26 et celle du corps de base 18 à fente longitudinale car ces organes 18,26 sont fabriqués avec une quantité de matière aussi réduite que possible pour des raisons de poids et de coût. Le dispositif de serrage 13 ainsi réalisé permet au choix de serrer une ou deux unités d'allumage 11, simultanément, suivant que la seconde paire de bras 47 s'appuie sur une surface d'appui opposée 58 de la culasse 12 ou sur l'anneau opposé 57 d'une seconde unité d'allumage 11. En variante, le serre-flan 42 pourrait également être réalisé pour ser- rer plus de deux unités d'allumage 11. Dans ces conditions, il aurait un nombre correspondant de paires de bras 47 réparties en étoile à partir de la partie centrale 46. La disposition en forme de fourche de chaque paire de bras 47 permet par son action sur l'anneau opposé 57 respectif dans deux zones opposés, avec le bossage 59 intermédiaire, d'assurer également une fixation radiale de l'unité d'allumage respective 11 sur le second segment d'extrémité 24. L'élasticité propre des bras allongés 47 permet de transmettre en toute sécurité la force de serrage dans une plage étendue de températures et de compenser ainsi des dilatations thermiques différentes de l'unité d'allumage 11 et de la culasse 12. Le dispositif de serrage 13 permet en même temps de relier un connecteur 27 sous forme coudée et dont l'alignement angulaire peut se choisir librement. Le connecteur 27 coudé présente l'avantage, par rapport à un connecteur 27 dirigé axialement, de réduire la hauteur et de faciliter la coulée de l'unité d'allumage 11 avec de la résine. Grâce au second point de palier pour l'unité d'allumage 11 constituée par le dispositif de serrage 13, point de palier qui vient contre le second segment d'extrémité 24, on limite fortement les mouvements axiaux de l'unité d'allumage 11 dans la cheminée 28 et les contraintes de flexion de l'unité d'allumage 11 notamment à la jonction entre le corps enfichable 22 et le corps de base 18, à un niveau non critique. Cela garantit le bon fonctionnement de l'unité d'allumage 11 même dans des conditions difficiles. REVENDICATIONS 1 ) Unité d'allumage de moteur à combustion interne, unité (11) comportant une pièce de montage en forme de tige en une seule partie avec une bougie d'allumage (16) et une bobine d'allumage (14) couplée à celle-ci, la bougie (16) et la bobine (14) étant entourées au moins partiellement par un corps de base (18) dont la forme de base est de préférence cylindrique, l'unité d'allumage (11) étant logée sur une partie de sa longueur dans une cheminée (28) d'une culasse (12) de moteur à combustion interne en y étant insérée par son premier segment d'extrémité (21) du côté de la chambre de combustion, caractérisée en ce que le premier segment d'extrémité (21) comporte un corps enfichable (22), de préférence cylindrique, engagé dans un perçage ajusté de la culasse (12) pour le montage de l'unité d'allumage (11) dans la culasse (12), l'unité d'allumage (11) ayant un organe de fixation (26) éloigné du corps enfichable (22), cet organe étant sollicité selon une liaison de forme et de force par un dispositif de serrage (13) monté séparément de l'unité d'allumage (11), et l'organe de fixation (26) et le dispositif de serrage (13) assurent, en plus du montage de l'unité d'allumage (11) assuré par le corps enfichable (22) et le perçage ajusté (29), une fixation supplémentaire de l'unité d'allumage (11) sur la culasse (12). 2 ) Unité d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de fixation (26) est disposé sur un second segment d'extrémité (24) de l'unité d'allumage (11) qui sort de la cheminée (28), et l'organe de fixation (26) comporte, en plus d'un prolongement cylindrique (54), un anneau opposé (57) radialement en saillie par rapport au prolongement (54). 3 ) Unité d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le dispositif de serrage (13) est tenu sur la culasse (12) par un moyen de fixation (43) et comporte au moins un serre-flan (42) et un élément de guidage (44). 4 ) Unité d'allumage selon la revendication 3, caractérisée en ce que le serre-flan (42) est constitué par une patte en forme de H avec un segment médian central (46) d'où partent des paires de bras (47). 5 ) Unité d'allumage selon la revendication 4, caractérisée en ce que chaque paire de bras (47) a entre les bras (47) un intervalle libre supérieur d'un jeu par rapport au diamètre du prolongement (54), et les bras (47) viennent latéralement par rapport au prolongement (54). 6 ) Unité d'allumage selon la revendication 5, caractérisée en ce que la face inférieure (52) du serre-flan (42) comporte sur chaque bras (47), en extrémité, une surface d'appui (56) de préférence bombée, pour servir d'appui sur l'anneau opposé (57) ou sur une surface d'appui opposée (58) de la culasse (12). 7 ) Unité d'allumage selon la revendication 6, caractérisée en ce que le segment central (46) comporte un perçage traversant (48) entre son côté supérieur (49) et le côté inférieur (52) du serre-flan (42) pour le passage d'une partie du moyen de fixation (43), le perçage traversant (48) ayant, du côté supérieur (49), une cavité (51) et du côté inférieur (52) un chambrage (53) réalisant une extension radiale. 8 ) Unité d'allumage selon la revendication 7, caractérisée en ce que la cavité (51) est de forme concave pour recevoir notamment, par une liaison de forme, une surface de guidage (63) convexe de l'élément de guidage (44) placée sous la tête (62) du moyen de fixation (43) en étant tenue par ce moyen de fixation (43). 9 ) Unité d'allumage selon la revendication 8, caractérisée en ce que le serre-flan (42) est monté sur la culasse (12) par un bossage (59) qui pénètre dans le chambrage (53), ce dernier constituant une extension avec épaulement du perçage traversant (48). 10 ) Unité d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que le second segment d'extrémité (24) comporte, comme extrémité libre, un connecteur (27) de forme coudée. 11 ) Unité d'allumage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps de base (18) comporte une fente longitudinale (17) et le corps de base (18) assure le retour de flux du champ magnétique de la bobine d'allumage (14).