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Jusqu'à présent, il étaittrès difficile de réaliser d'une manière parfaite. l'étanchéité entre l'électrode ou les électro- das logées dans le corps de l'isolateur des bouaies d'allumage et débouchant dans la chambre creusée dans la partie supérieure du dit corps.
Cette difficulté découle du fait que les ciments, utilisés pour l'obturation de cette chambre et du canal ou des canaux ser- vant de logement à l'électrode ou aux électrodes. possèdent un coefficient de dilatation et de retrait différent de celui présen- té par le métal dont sont constituées les électrodes. Il en résul- te aue, lors du refroidissement et de la priât du ciment placé à chaud dans l'isolateur, ce ciment n'adhère pas parfaitement à l'électrode et donne lieu à des fuites le long de celle-ci.
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Suivant un brevet précédant du demandeur (Belgique n 513.419 du 17 novembre 1954) il est proposé dans le but de pallier à ces défauts d'étanchéité. de faire usage d'un petit cylindre métalli- Que creux à parois minces. glissé par dessus l'extrémité supérieure de l'électrode ou de son prolongement. et dans l'espace annulaire intérieur duquel le ciment peut pénétrer, le dit cylindre étant placé de force après avoir porté à la température voulue l'ensemble constitué par l'isolateur, l'électrode ou les électrodes et le ci- ment. Lors du refroidissement, du fait que le retrait de ce cylin- dre métallique est supérieur à celui du ciment, le dit cylindre comprime énergiquement et resserre le ciment le long de l'électrode.
L'expérience a démontré que l'utilisation d'un tel cvlindre métallique réduisait les fuites dans. de très fortes proportions mais que le dit cylindre ne suffisait pas pour réaliser un ioint d'une étanchéité absolue entre l'électrode et le ciment. de légè- res fuites apparaissant encore à l'endroit où ce petit cylindre est en contact avec le corps de l'électrode ou de son prolongement.
La présente invention a pour but de procurer les moyens des- tinés à remédier à ce défaut.
Un de ces moyens consiste notamment dans le fait que le corps de l'électrode ou de son @olongement est pourvu d'un épaulement. formant collerette. obtenu par estampage, par soudure. par tour- nage ou par tout autre moyen connu et usuel.
Le dit épaulement a pour but de servir comme butée pour le cylindre métallique creux qui est enfilé sur le corps de l'élec- trode ou de son prolongement et qui peut Atre solidarisé de ce der- nier d'une manière quelconque, telle que: soudure, filetage. ser- rage. coinçage. etc..
Un autre moyen est celui suivant lequel le dit petit cylin- dre fait corps avec l'électrode ou avec son prolongement. qu'il soit obtenu par estampage ou par tournage.
Dans une autre forme d' exécution, faisant également partie de la présente invention, le dit cylindre métallique est rempilé par un cylindre, de plus grande longueur. exécuté en une matière
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dont le coefficient de dilatation est inférieur à celui de la ma- tière dont est constituée l'électrode ou son prolongement et venant également buter contre un épaulement du corps de l'électrode ou de son prolongement. sa mise en oeuvre sera détaillée dans le description qui suit.
L'invention concerne également un dispositif original pour le refroidissement des embases des bougies équipant les moteurs à refroidissement par air.
Quelques formes d'exécution, données à titre d'exemple non limitatif, sont représentées aux dessins annexés, dans lesquels:
La fig, 1 est une vue en élévation d'un prolongement d'élec- 'trode équipé du cylindre métallique d'étanchéité.
La fig. 2 est une vue identique d'un prolongement d'électrode équipé d'un cylindre en matière céramique.
La fig. 3 est une ..coupe de la partie supérieure d'un isola- teur de bougie d'allumage équipé d prolongement d'électrode de la fig. 1.
La fig. 4 est une coupe de la partie supérieure d'un isola- teur de bougie d'allumage équipé du prolongement d'électrode de la fig. 2.
Enfin, la fig. 5 est une vue en élévation d'une embase métal- lique de bougie d'allumage munie du dispositif de refroidissement air suivant l'invention.
Le prolongement d'électrode représenté à la fig. 1 est con- stitué par une broche métallique 1 dont la partie supérieure 2 est filetée et est destinée à recevoir un écrou achevant la partie su- périeure de la bougie et servant d'appui à la borne, non représen- tée. servant au raccordement du conducteur électrique alimentant la bougie.
La partie lisse de la broche est munie de l'épaulement 3 éga- lement rond. contre lequel vient s'appuver le petit cylindre métal- lique 4 dont le diamètre extérieur est sensiblement égal à l'alé- orge de la chambre percé dans la partie supérieure de l'isolateur
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de la bougie d'allumage* Ce petit cylindre 4 est alésé de manière à laisser subsister %ne paroi annulaire 4' comme montré la fig. 1.
Dans l'exemple d'exécution représenté, le cy lindre 4 est soudé à l'épaulement 3 et à la broche 1, sa fixation pourrait évidemment être exécutée de toute autre manière usuelle propre à assurer une étanchéité parfaite entre sa chambre intérieure 5 et la partie de la broche 1 sur laquelle il est fixé.
Entre la paroi annulaire du cylindre 4 et la broche 1 subsiste une chambre 5 qui, lors du scellement de la dite broche de prolon- gement et de l'électrode, sera. remplie de ciment, comme il sera défini plus loin. Cette paroi annulaire est munie à son bord infé- ' rieur d'un chanfrein 6 comme montré par le dessin. Ce chanfrein facilite la. péhétration du ciment dans la chambre 5.
En dessous du cylindre 4. l'extrémité inférieure 7 de la broche 1 est filetée ou molettée de manière à assurer son accro- chage parfait avec le ciment utilisé pour son scellement et celui de l'électrode au'elle prolonge. La liaison entre la dite broche de prolongement et l'électrode est assurée par soudure, comme mon- tré aux fis. 3 et 4.
Quant au prolongement d'électrode représenté à la fig. 2, il est également constitué Par une broche métallique ronde 11, dont la partie supérieure 12 est filetée et est destinée à recevoir la borne de raccordement non représentée. Immédiatement en dessous de ce filetage, la broche 11 est munie de l'épaulement 13 contre le- auel vient prendre appui le cylindre 14 en une matière dont le coefficient de dilatation est inférieur à celui de la matière dont est constitua l'électrode ou de son prolongement, par exemple en céramique, sensiblement plus long que le cylindre métallique 4 re- présenté à la fi. l et dont l'alésage est quelque peu supérieur au diamètre de la partie lisse de la broche 11.
Tout comme dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1. l'extrémité inférieu- re 17 de la broche 11 est filetée ou molettée.
La fig. 3 illustre la mise en place et le scellement du pro-
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logement d'électrode 1 de la fig. 1 avec son électrode 8, dans la chambre 9 creusée à la partie supérieure de l'isolateur 18 de la bougie d'allumage.
Le ciment 10; en poudre ou comprimé en forme est introduit au fond de la chambre supérieure de l'isolateur 18, ensuite l'élec- trode 8 solidarisée par soudure du prolongement d'électrode 1 est mise en place et engagée dans le canal longitudinal 19 percé à cet effet dans le corps de l'isolateur. Après avoir porté l'ensemble ainsi formé à la température nécessaire pour provoquer la fusion du ciment 10, une compression énergique, au moyen d'un outillage approprié, est exercé sur la face supérieure de l'épaulement 3 ou de la tête du prolongement d'électrode. de ce fait la broche 1 avec son cylindre 4 est enfoncé de force dans la chambre 9 et le ciment 10, comprimé par cet enfoncement, reflue et pénètre sous pression dans la chambre intérieure 5 du cylindre 4 au'il remplit en totalité tout autour du corps de la broche 1.
Au cours du refroidissement et de la prise de l'ensemble, le ciment 10 qui a pénétré dans la chambre 5 est énergiquement ser- ré par la paroi annulaire du cylindre 4, du fait que le retrait du métal dont est constituée la dite partie annulaire est supérieur à celui du ciment: il en résulte un contact parfaitement intime entre cette paroi annulaire et le ciment et s'opposant à toute fui- te.
Il est à remarquer que le ciment utilisé présente à peu près le même retrait que la matière de l'isolateur, il n'existe par conséquent aucun danger de l'existence, d'une solution de continuité entre le dit ciment et la paroi intérieure de l'isolateur.
La mise en place et le scellement du prolongement d'électro- de 11 de la fige 2 avec son électrode 8 dans la chambre 9 creusée dans la partie supérieure de l'isolateur 18 de la bougie d'allu- mage, sont opérés comme suit:
Tout comme dans l'exécution suivant la fig. 3. le ciment 10 est introduit au fond de la chambre 9 de l'isolateur 18: ensuite l'électrode 8 soudée au prolongement d'électrode il est mise en
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plqce et engagée dans le canal longitudinal 19 percé à cet effet dans le corps de l'isolateur.
Il est à remarquer que le cylindre en matière céramique 14 est librement engagé sur le corps du pro- longement 11 et n'est retenu à sa partie supérieure que par l'épau- lement 13 dont le diamètre est légèrement inférieur à l'alésage de la chambre percée dans la partie supérieure de l'isolateur.
On procède ensuite au chauffage de l'ensemble pour provoquer la fu- sion du ciment 10. après quoi un effet de compression est exercé de la manière déjà décrite, sur la face supérieure de l'épaulement 13 ou de la tête du prolongement d'électrode, de ce fait le pro- 'longement d'électrode 11 avec son épaulemént 13 et son cylindre 14, est enfoncé dans la chambre 9 et comprime à fond le ciment 10, aui reflue et pénètre entre la paroi intérieure du dit cylindre 14 et le corps du prolongement 11 de manière à assurer un joint rigoureu- sement étanche entre ces deux éléments.
Au cours du refroidissement et de la prise du ciment 10, l'ex- trémité inférieure 17 du prolongement d'électrode 11 est solide- ment Ancrée dans le dit ciment. par suite de la présence du file- tage ou du moletage dont est munie la dite extrémité. Par suite du retrait beaucoup plus important du prolongement métallique 11 par rapport à celui du cylindre 14. l'épaulement 13 dont est muni le dit prolongement exerce un effort relativement considérable sur le cvlindre en céramique 14 aui comprime encore plus énergiauement le dit ciment et assure de cette façon l'étanchéité parfaite du scellement,
LA fig. 5 représente en élévation une embase métallicue de bougie d'allumage spécialement destinée à l'équipement de moteurs à refroidissement par air.
Jusqu'à présent. pour assurer le refroi- dissement de bougies de ce type. il a été proposé de percer des lumières dns le corps de l'embue de manière que l'air circulant puisse atteindre au moins partiellement le corps de l'isolsteur logé dans la dite embase. La présente invention apporte une solu- tion originale au refroidissement de telles bougies. Cette solu-
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tion est illustrée par la fige 5. le corps de l'embase métallique de la bougie est muni. entre la base filetée 20 à tte hexagonale
21 d'ailettes 22 obtenues par simple tournage du dit corps ou par tout autre moyen. Comme connu, de telles ailettes accroissent singulièrement la surface radiante et leur exécution est des plus simple.
L'expérience a montré oue ce dispositif est des plus effi- cace. est de loin supérieur aux perçages utilisés jusqu'à présent et supprime tout risaue de fuites entre l'embase métallique et l'isolateur au'elle contient.
REVENDICATIONS.
1.- Bougie d'allumage dans laquelle l'étanchéité entre le ciment obturent la chambre supérieure de l'isolateur et scellant l'électrode ou le prolongement de l'électrode reliée à la source d'énergie électrique et la dite électrode ou son prolongement, est obtenue par l'emploi d'un petit cylindre creux glissé sur cette électrode ou son prolongement, caractérisée en ce que le corps de l'électrode ou de son prolongement est pourvu d'un épaulement formant collerette et servant de butée au cylindre creux aui est enfilé sur le. dit. corps.
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Until now it was very difficult to perform in a perfect way. the seal between the electrode or electrodas housed in the body of the ignition manifold insulator and opening into the chamber hollowed out in the upper part of said body.
This difficulty arises from the fact that the cements, used for sealing this chamber and the channel or channels serving as housing for the electrode or electrodes. have a coefficient of expansion and contraction different from that exhibited by the metal of which the electrodes are made. As a result, upon cooling and setting of the hot-placed cement in the insulator, this cement does not adhere perfectly to the electrode and gives rise to leakage along it.
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According to a previous patent of the applicant (Belgium n 513,419 of November 17, 1954) it is proposed with the aim of alleviating these sealing defects. to make use of a small hollow metal cylinder with thin walls. slipped over the upper end of the electrode or its extension. and in the interior annular space which the cement can penetrate, said cylinder being placed by force after having brought to the desired temperature the assembly consisting of the insulator, the electrode or electrodes and the cement. On cooling, because the shrinkage of this metal cylinder is greater than that of the cement, said cylinder vigorously compresses and tightens the cement along the electrode.
Experience has shown that the use of such a metal cylinder reduces leaks in. very high proportions but that said cylinder was not sufficient to achieve an absolute seal between the electrode and the cement. slight leaks still appearing at the point where this small cylinder is in contact with the body of the electrode or its extension.
The object of the present invention is to provide the means intended to remedy this defect.
One of these means consists in particular in the fact that the body of the electrode or of its extension is provided with a shoulder. forming a collar. obtained by stamping, by welding. by turning or by any other known and usual means.
The purpose of said shoulder is to serve as a stop for the hollow metal cylinder which is threaded onto the body of the electrode or of its extension and which can be secured to the latter in any way, such as: welding, threading. Tightening. jamming. etc ..
Another means is that according to which said small cylinder is integral with the electrode or with its extension. whether it is obtained by stamping or by turning.
In another embodiment, also forming part of the present invention, said metal cylinder is stacked by a cylinder, of greater length. executed in a subject
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the coefficient of expansion of which is lower than that of the material of which the electrode or its extension is made and also abuts against a shoulder of the body of the electrode or of its extension. its implementation will be detailed in the following description.
The invention also relates to an original device for cooling the bases of the spark plugs fitted to air-cooled engines.
Some embodiments, given by way of non-limiting example, are shown in the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 is an elevational view of an electrode extension fitted with the metallic sealing cylinder.
Fig. 2 is an identical view of an electrode extension fitted with a ceramic cylinder.
Fig. 3 is a cross-section of the upper part of a spark plug insulator fitted with the electrode extension of fig. 1.
Fig. 4 is a section through the top of a spark plug insulator fitted with the electrode extension of FIG. 2.
Finally, fig. 5 is an elevational view of a metallic spark plug base provided with the air cooling device according to the invention.
The electrode extension shown in FIG. 1 is made up of a metal pin 1, the upper part 2 of which is threaded and is intended to receive a nut completing the upper part of the spark plug and serving as a support for the terminal, not shown. used to connect the electrical conductor supplying the spark plug.
The smooth part of the spindle is provided with the also round shoulder 3. against which the small metal cylinder 4 rests, the outside diameter of which is approximately equal to the chamber bore drilled in the upper part of the insulator
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of the spark plug * This small cylinder 4 is bored so as to leave% annular wall 4 'as shown in fig. 1.
In the exemplary embodiment shown, the cylinder 4 is welded to the shoulder 3 and to the pin 1, its fixing could obviously be carried out in any other usual manner suitable for ensuring a perfect seal between its inner chamber 5 and the part of pin 1 to which it is attached.
Between the annular wall of cylinder 4 and pin 1 there remains a chamber 5 which, during the sealing of said extension pin and the electrode, will be. filled with cement, as will be defined later. This annular wall is provided at its lower edge with a chamfer 6 as shown by the drawing. This chamfer facilitates the. penetration of the cement in chamber 5.
Below the cylinder 4. the lower end 7 of the spindle 1 is threaded or knurled so as to ensure its perfect adhesion with the cement used for its sealing and that of the electrode to which it extends. The connection between said extension pin and the electrode is ensured by welding, as shown in the fis. 3 and 4.
As for the electrode extension shown in FIG. 2, it also consists of a round metal pin 11, the upper part 12 of which is threaded and is intended to receive the connection terminal, not shown. Immediately below this thread, the spindle 11 is provided with the shoulder 13 against the auel, the cylinder 14 bears on a material whose coefficient of expansion is lower than that of the material of which the electrode is made or its extension, for example made of ceramic, substantially longer than the metal cylinder 4 shown in FIG. l and the bore of which is somewhat larger than the diameter of the smooth part of the spindle 11.
As in the embodiment shown in FIG. 1. the lower end 17 of the spindle 11 is threaded or knurled.
Fig. 3 illustrates the placement and sealing of the
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electrode housing 1 of fig. 1 with its electrode 8, in the chamber 9 hollowed out at the top of the insulator 18 of the spark plug.
Cement 10; powder or compressed in form is introduced at the bottom of the upper chamber of the insulator 18, then the electrode 8 secured by welding to the electrode extension 1 is placed and engaged in the longitudinal channel 19 pierced at this effect in the body of the insulator. After having brought the assembly thus formed to the temperature necessary to cause the melting of the cement 10, an energetic compression, by means of an appropriate tool, is exerted on the upper face of the shoulder 3 or of the head of the extension d 'electrode. therefore the spindle 1 with its cylinder 4 is forcibly inserted into the chamber 9 and the cement 10, compressed by this depression, flows back and enters under pressure into the inner chamber 5 of the cylinder 4 which it completely fills all around the spindle body 1.
During the cooling and setting of the assembly, the cement 10 which has entered the chamber 5 is energetically squeezed by the annular wall of the cylinder 4, because the withdrawal of the metal of which the said annular part is constituted is superior to that of cement: the result is a perfectly intimate contact between this annular wall and the cement and preventing any leakage.
It should be noted that the cement used exhibits approximately the same shrinkage as the material of the insulator, there is therefore no danger of the existence of a solution of continuity between the said cement and the interior wall. of the insulator.
The installation and sealing of the electrode extension 11 of the pin 2 with its electrode 8 in the chamber 9 hollowed out in the upper part of the insulator 18 of the spark plug, are carried out as follows :
As in the execution according to fig. 3. the cement 10 is introduced at the bottom of the chamber 9 of the insulator 18: then the electrode 8 welded to the electrode extension is placed in
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plqce and engaged in the longitudinal channel 19 drilled for this purpose in the body of the insulator.
It should be noted that the ceramic cylinder 14 is freely engaged on the body of the extension 11 and is only retained at its upper part by the shoulder 13, the diameter of which is slightly smaller than the bore of the chamber drilled in the upper part of the insulator.
The assembly is then heated to cause the cement 10 to melt. After which a compressive effect is exerted in the manner already described, on the upper face of the shoulder 13 or of the head of the extension of. electrode, thereby the electrode extension 11 with its shoulder 13 and its cylinder 14, is pressed into the chamber 9 and thoroughly compresses the cement 10, which flows back and enters between the inner wall of said cylinder 14 and the body of the extension 11 so as to ensure a strictly tight seal between these two elements.
During the cooling and setting of the cement 10, the lower end 17 of the electrode extension 11 is firmly anchored in said cement. as a result of the presence of the thread or the knurling with which said end is provided. As a result of the much greater shrinkage of the metal extension 11 with respect to that of the cylinder 14. the shoulder 13 with which said extension is provided exerts a relatively considerable force on the ceramic cylinder 14 which compresses the said cement even more energetically and ensures in this way the perfect tightness of the seal,
FIG. 5 shows in elevation a metallic spark plug base specially intended for the equipment of air-cooled engines.
Until now. to ensure the cooling of spark plugs of this type. it has been proposed to pierce slots in the body of the mouthpiece so that the circulating air can at least partially reach the body of the insulator housed in said base. The present invention provides an original solution to the cooling of such candles. This solution
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tion is illustrated by fig 5. the body of the metal base of the spark plug is provided. between the threaded base 20 with hexagonal head
21 of fins 22 obtained by simple turning of said body or by any other means. As known, such fins significantly increase the radiant surface and their execution is very simple.
Experience has shown that this device is most effective. is far superior to the holes used until now and eliminates any risk of leaks between the metal base and the insulator it contains.
CLAIMS.
1.- Spark plug in which the seal between the cement closes the upper chamber of the insulator and seals the electrode or the extension of the electrode connected to the source of electrical energy and the said electrode or its extension , is obtained by the use of a small hollow cylinder slipped over this electrode or its extension, characterized in that the body of the electrode or its extension is provided with a shoulder forming a collar and serving as a stop for the hollow cylinder aui is threaded on the. said. body.