Brevet FR2887927A1 — publié le 20070105

Domaine de l'invention La présente invention concerne un couvercle de culasse de moteur à combustion comportant un élément de liaison pour fixer le couvercle à la culasse ainsi qu'un élément d'étanchéité entre le couver- cle et la culasse. Etat de la technique Les couvercles de culasses connues de moteurs à combustion sont reliés à une culasse usinée suivant un usinage plan par l'intermédiaire d'un joint approprié pour former ainsi le boîtier des moyens d'entraînement des soupapes et de l'alimentation en huile des différents paliers logés dans la culasse. La culasse comporte habituellement un joint périphérique. Au niveau du joint il y a des éléments de fixation pour visser le couvercle à la culasse. On connaît également des couvercles de culasses en ma- tière thermoplastique. Le document MTZ6/2004, page 476 et suivantes, décrit un module d'allumage en forme de tige comprenant à la fois la bobine d'allumage et la platine de l'électronique d'allumage. Le module d'allumage en forme de tige se place dans le puits à bougie directement sur la bougie. Le puits à bougie est formé par le chapeau de soupape ou le couvercle de culasse. Le module d'allumage en forme de tige s'appuie d'une part par un manchon contre la paroi intérieure du puits à bougie et d'autre part par le connecteur de bougie sur la bougie en étant installé de manière amortie. Les moyens de montage de tels systèmes sont considérables car il faut tout d'abord visser la bougie puis introduire le module d'allumage en forme de tige dans le puits à bougie, le relier à la bougie et en même temps assurer le branchement électrique du module d'allumage en forme de tige. Les lignes électriques doivent être fixées au couvercle de culasse ou être installées dans celui-ci. En même temps il faut un joint séparé entre le couvercle de culasse et la bobine pour rendre étanche le puits à bobine d'allumage pour que celui-ci ne reçoive ni eau ni humidité. But de l'invention La présente invention a pour but de développer un couvercle de culasse de moteur à combustion réduisant les étapes de montage et simplifiant les moyens à mettre en oeuvre. Exposé et avantages de l'invention Ce problème est résolu selon l'invention par un couvercle de culasse du type défini ci-dessus, caractérisé en ce que les composants électriques tels que les bobines d'allumage et les connecteurs de bougie sont intégrés dans le couvercle de culasse de façon à former par une liaison par la forme, une liaison par encliquetage par pincement ou par enclipsage, un ensemble avec le couvercle de culasse. L'avantage principal de l'invention est que les composants électriques avec les bobines d'allumages et les connecteurs de bougie sont intégrés dans le couvercle de culasse, permettant de sup- primer ainsi les travaux d'installation ou de montage, et d'installer déjà dans le couvercle de culasse dans le cadre d'un préassemblage tous les composants électriques ou électroniques, nécessaires pour le fonctionnement de la bougie du moteur. Cela se traduit non seulement par une simplification des moyens de montage à mettre en oeuvre mais égale- ment par une simplification de la conception de la bougie. Selon un développement avantageux, les composants électriques et électroniques sont reliés au couvercle de culasse par un procédé d'injection à deux composants; cela signifie qu'après avoir introduit le premier composant d'injection dans le moule d'injection pour réaliser le couvercle de culasse, au cours d'une seconde phase on introduit le second composant qui fonctionne en même temps comme moyen de liaison électrique entre les pièces et le premier composant. Selon un développement, le couvercle de culasse est en matière plastique et forme en même temps le boîtier des composants électroniques ou électriques. Cela permet de supprimer les pièces de boîtier en matière plastique, supplémentaires. Il est également possible d'intégrer en même temps le câble de liaison électrique au couvercle sans nécessiter d'isolation compliquée pour les câbles. L'alimentation électrique par le câble de liaison au couvercle se fait selon un développement avec un connecteur ou une liaison de mise en contact installé dans le couvercle de culasse et qui pénètre dans une pièce complémentaire correspondante, installée de manière souple ou solidaire du moteur à combustion. La transmission de la tension d'allumage à une bougie d'allumage installée dans la culasse se fait par un contact élastique ou à ressort intégré au couvercle. Ce contact à ressort assure une liaison fiable en haute tension et garantit le contact avec la bougie. Il est également possible de remplacer le contact à ressort par une sorte de connecteur de bougie intégré au couvercle de culasse pour s'adapter aux bougies du commerce. Dans la mesure où une bobine d'allumage en forme de tige est intégrée au couvercle de culasse, celle-ci est disposée pour être au contact direct avec la bougie d'allumage et par une liaison de forme avec la culasse au niveau de la tête de bobine. Selon un développement avantageux, la bobine d'allumage est une pièce formant un insert de l'outil d'injection servant à fabriquer le couvercle de culasse en matière thermoplastique. On peut également intégrer les câbles d'alimentation de la bobine comme inserts dans le moule d'injection. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure la est une coupe d'un couvercle de culasse, - la figure lb est une vue de dessus du couvercle de culasse de la figure la, - la figure 2 est une vue de détail d'un couvercle de culasse avec un contact à ressort pour une bougie d'allumage, - la figure 3 est une vue de détail d'un couvercle de culasse muni d'un connecteur de bougie, - la figure 4 est une vue schématique d'un module d'allumage de couvercle de culasse, - la figure 5 est une variante de la représentation schématique d'un module d'allumage de couvercle de culasse, - la figure 6 est une vue de dessus d'un couvercle de culasse muni des modules d'allumage. Description de modes de réalisation La vue en coupe de la figure la montre le contour d'un couvercle de culasse 10 destiné à être fixé à une culasse non représentée. Il est prévu un joint périphérique 11 ainsi que des éléments d'assemblage ou de liaison non représentés. Le couvercle de culasse est en matière thermoplastique, qui comporte des bobines d'allumage 12, 13, 14, 15 munies de lignes de branchement électriques. Les lignes de branchement électriques sont reliées à un connecteur commun 16 qui assure la liaison avec l'électronique de commande du moteur à combustion. Un goujon à ressort 17, prévu au niveau du joint 11 pour réaliser la liaison à la masse pour les bobines d'allumage, est relié à une ligne 18 intégrée dans la matière plastique du couvercle de culasse 10. Lorsqu'on fixe le couvercle de culasse 10 sur la culasse, cette broche à ressort assure la liaison électrique entre la surface métallique de la culasse et les différentes bobines d'allumage. La figure lb est une vue de dessus du couvercle de cu- lasse de la figure la. Les bobines d'allumage 12, 13, 14, 15 sont représentées schématiquement; elles correspondent aux formes bombées du couvercle. La figure indique également la ligne électrique respective reliant chaque bobine d'allumage au connecteur 16. Les lignes sont également intégrées dans la matière plastique du couvercle de culasse. A côté des bobines d'allumage il y a chaque fois un puits à bougie 20, 21, 22, 23, qui permet, comme cela sera détaillé ultérieurement ci-après, d'installer une bougie d'allumage et de la remplacer. La figure 2 est une vue de détail du puits à bougie 23 et de la bobine d'allumage 15 correspondante. Les mêmes pièces ou corn- posants que cidessus portent les mêmes références. La bougie 24 est vissée dans la culasse 25. La culasse est munie d'un segment de boîtier cylindrique 26 pour recevoir la bougie. Ce segment de boîtier cylindrique est rendu étanche en partie supérieure par rapport au couvercle de culasse 10 par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 27. Le couvercle de culasse luimême est muni au niveau du puits à bougie 23 d'un capu- chon protecteur 28; celui-ci comporte un moyen d'enclipsage annulaire et sert à protéger le puits à bougie contre la saleté et contre l'humidité. Un élément élastique 29 est appliqué contre la bougie d'allumage 15 pour sa mise en contact. L'élément élastique est sur- moulé par injection dans le couvercle de culasse et bascule sur le côté lorsqu'on engage une clé à pipe dans le puits pour enlever ou visser la bougie. Comme le montre déjà la figure lb, la ligne électrique 19 est intégrée dans la matière plastique du couvercle de culasse et partant de la bougie 15 elle est reliée à un connecteur 16. La figure 3 montre une variante du moyen de mise en contact de la bougie représentée à la figure 2; à la place d'un élément élastique 29 qui touche directement la broche de contact 30 de la bougie, il y a un élément de contact 31, élastique, surmoulé par injection. Cet élément de contact 31 est relié à un connecteur de bougie 32 cons- titué simplement comme connecteur 32 sans aucun câble électrique de liaison. Au-dessus du connecteur 32 il y a une pièce de préhension 33 pour son extraction. Dès que ce connecteur est enlevé on peut visser ou dévisser la bougie de façon habituelle. L'application de la haute tension à la bougie d'allumage nécessite évidemment que le connecteur de bougie comporte une sur-face de contact dans la zone dans laquelle se trouve l'élément de contact 31. Cette surface de contact est elle-même en liaison avec la broche de contact 30 de la bougie. La figure 4 montre en coupe un couvercle de culasse 40 en matière plastique fabriqué par injection. Une bobine d'allumage 41 avec la tête de bobine d'allumage 42 est intégrée au couvercle de culasse 40; la tête 42 comporte l'électronique de puissance de la bobine d'allumage. Sous la bobine d'allumage 41 se trouve une bougie d'allumage 43 représentée schématiquement; la bougie est reliée par un élément de contact 44 à la bobine d'allumage 41. La bobine d'allumage elle-même est reliée par un second composant en matière plastique 45 au couvercle de culasse 40. Il apparaît ainsi que le couvercle de culasse peut être fabriqué complètement avec ces composants électriques par un procédé d'injection à deux composants. Ce procédé est particulièrement intéressant si le joint du couvercle de culasse est lui-même également fabriqué selon un procédé d'injection à deux composants car on supprime ainsi toute opération supplémentaire. Même si le couvercle de culasse est fabriqué en aluminium, on peut intégrer dans la pièce en aluminium la bobine d'allumage par un procédé de surmoulage par injection. Pour remplacer les bougies on enlève simplement le couvercle de culasse, en particulier dans le cas d'un couvercle de culasse comportant un joint radial pour la culasse, l'enlèvement et la remise en place du couvercle se font sans difficultés et sans risque de fuite à cause d'un défaut de montage. La figure 5 montre une variante de la figure 4. Dans cette variante, la bobine d'allumage est placée dans le moule d'injection du couvercle de culasse pour être enrobée de la matière du couvercle. Le point de contact est conçu (par exemple par un labyrinthe ou une liai-son chimique) de manière à être étanche à l'eau. En variante, il est possible de placer les différentes pièces de la bobine d'allumage dans le moule d'injection et d'injecter le boîtier de la bobine d'allumage au cours de cette opération. Si la bobine d'allumage doit pouvoir être remplacée, en cas de réparation, il est pré-vu un point de rupture de consigne 46 dans le couvercle. La bobine d'allumage défectueuse peut être arrachée à ce niveau et être remplacée par une pièce métallique avec un joint. Dans la mesure où la bobine d'allumage se positionne en biais au cours du procédé d'injection, le moyen de compensation de tolérance 47, élastique, assure une liaison optimale entre la bobine d'allumage et la bougie d'allumage 43. La figure 6 est une vue de dessus d'un couvercle 40 de culasse avec les bobines d'allumage 41a, 41b, 41c et 41d intégrées dans le couvercle, ainsi que les lignes électriques 48, 49, 50, 51 intégrées dans le couvercle de culasse 40 et reliées à l'extérieur par un connec- teur 52. Ainsi, un même connecteur peut être intégré dans le couvercle de culasse pour remplacer les connecteurs séparés pour chaque bobine d'allumage. REVENDICATIONS 1 ) Couvercle de culasse de moteur à combustion comportant un élément de liaison pour fixer le couvercle à la culasse ainsi qu'un élément d'étanchéité entre le couvercle et la culasse, caractérisé en ce que les composants électriques tels que les bobines d'allumage (12-15) et les connecteurs de bougie (29) sont intégrés dans le couvercle de culasse (10) de façon à former par une liaison par la forme, une liaison par encliquetage par pincement ou par enclipsage, un ensemble avec le cou- Io vercle de culasse (10). 2 ) Couvercle de culasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants électriques (12-15) sont reliés au couvercle de cu-lasse (10) par un procédé d'injection de matière plastique à deux composants. 3 ) Couvercle de culasse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu' il est en matière plastique et forme le boîtier pour les composants électriques (12-15). 4 ) Couvercle de culasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que le câble de liaison électrique (19) est intégré dans le couvercle (10). 5 ) Couvercle de culasse selon la revendication 4, caractérisé en ce que le couvercle (10) comporte au moins une liaison de contact (16) reliant le câble de liaison électrique (19) à des composants électriques extérieurs au couvercle (10). 6 ) Couvercle de culasse selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comporte un ressort de contact (29) pour transmettre la tension d'allumage à une bougie d'allumage (24) installée dans la culasse (25). 7 ) Couvercle de culasse selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bougie (24) comporte un connecteur de bougie (30) muni d'une sur-face de contact pour être reliée au ressort de contact (29). 8 ) Couvercle de culasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les composants électriques (12-15) comportent une bobine d'allumage en forme de tige intégrant son électronique et chaque bobine d'allumage en forme de tige est en contact avec une bougie d'allumage (24) correspondante et au niveau de la tête de bobine elle est reliée par une liaison de forme avec le couvercle. 9 ) Couvercle de culasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bobine d'allumage (12-15) est sous la forme d'un insert qui se place dans le moule d'injection pour fabriquer un module en matière thermoplastique de couvercle de culasse (10). 10 ) Couvercle de culasse selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différents composants de la bobine d'allumage (12-15) sont des inserts de moule d'injection pour fabriquer un module en matière thermoplastique de couvercle de culasse (10).