La présente invention a pour objet une bougie d'allumage pour moteurs à explosion.
Les bougies d'allumage utilisées dans les moteurs à explosion comportent généralement une tige centrale métallique ou électrode, noyée dans un corps présentant de hautes qualités d'isolation, par exemple en stéatite, mica, corindon, etc etc.........
et une ou plusieurs autres électrodes ou pointes métalliques solidaires d'un culot vissé dans la culasse du moteur. Dans certaines bougies d'allumage, ces dernières électrodes ou pointes solidaires du culot sont supprimées et remplacées par l'extrémité annulaire du culot lui-même qui entoure l'extrémité de l'électrode centrale, ce qui donne lieu à une décharge en couronne entre l'extrémité de l'électrode centrale et l'électrode de masse annulaire constituée par la partie extrême du culot.
La présente invention vise à perfectionner ce dernier type de bougie, dans le but de favoriser l'allumage et d'améliorer l'étanchéité entre l'extrémité interne de l'électrode centrale et le corps isolant dans lequel cette dernière est logée.
A cet effet, la bougie d'allumage selon l'invention, pour moteur à explosion, comprenant un corps isolant dans lequel est aménagé un logement axial comprenant deux parties de diamètres différents raccordés par un épaulement circulaire, une électrode centrale s'étendant dans le logement axial de petit diamètre et faisant saillie, à ses deux extrémités, respectivement à l'extérieur du corps isolant et dans la partie du logement axial de grand diamètre, et un culot métallique entourant le corps isolant et dont la paroi latérale extrême se termine par une collerette interne transversale formant une électrode de masse annulaire entourant l'extrémité de l'électrode centrale, est caractérisée en ce que l'extrémité externe de l'électrode centrale forme une tête de plus grand diamètre que celui de l'électrode centrale, et en ce que cette dernière présente, à son extrémité interne,
un téton de plus petit diamètre que celui de l'électrode, téton faisant saillie dans la partie de grand diamètre du logement axial du corps isolant, ce téton étant entouré par une pastille annulaire en alliage métallique scellée à la fois sur le téton central de l'électrode et sur la paroi latérale et l'épaulement circulaire du logement.
Le fait que l'électrode centrale présente à son extrémité externe une tête de grande largeur offre l'avantage que la décharge coronaire s'établit entre cette tête et l'électrode de masse annulaire sur une surface beaucoup plus grande et qu'elle est de ce fait beaucoup plus efficace. Par ailleurs, la bougie selon l'invention ne produit aucun auto-allumage ni pré-allumage.
La pastille annulaire utilisée pour la fixation et le scellement de l'électrode centrale est de préférence en un alliage métallique du type ferronickel comportant un faible pourcentage de tungstène, par exemple celui connu sous le nom de rodar .
L'opération de scellement proprement dite peut s'éffectuer soit mécaniquement, par sertissage, au moyen d'un outil introduit à travers l'orifice de grand diamètre du corps isolant, soit encore électriquement par soudage haute fréquence, ou bien encore par tout autre moyen permettant de produire localement, à l'endroit de la pastille annulaire, un apport de chaleur entraînant une liaison intime de l'alliage de ladite pastille d'une part avec le téton de l'électrode centrale et d'autre part avec la paroi du logement du corps isolant.
Du fait de cette conception particulière, l'électrode centrale peut être fixée rapidement et simplement dans le corps de la bougie. Cette opération de fixation peut être effectuée par des machines automatiques si bien que la bougie suivant l'invention se prête bien à une fabrication en grande série. Enfin, cette bougie présente une étanchéité parfaite à l'endroit du raccordement de l'électrode centrale et du corps isolant.
Le dessin annexé représenté à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'invention:
La figure 1 est une vue en coupe axiale d'une bougie d'allumage.
La figure 2 est une vue de dessous de la bougie.
La bougie représentée au dessin comporte un corps isolant 1, comprenant de préférence 97% d'alumine, lequel est maintenu bloqué à l'intérieur d'un culot métallique 2 au moyen d'un écrou 3. Le corps isolant 1 est pressé axialement par l'écrou 3 contre un épaulement interne du culot 2, avec interposition d'un joint d'étanchéité et d'autocentrage 4. Un autre joint 5 est disposé entre la face frontale de l'écrou 3 et un épaulement du corps isolant 1.
Le culot 2 présente à son extrémité une partie cylindrique portant un filetage externe 6 par lequel la bougie d'allumage est vissée dans un trou taraudé percé dans la culasse d'un moteur à explosion.
Le corps isolant 1 est percé de part en part d'un logement axial comprenant deux parties de diamètres différents, à savoir une partie 7 de petit diamètre et une partie 8 de grand diamètre raccordées entre elles par un épaulement circulaire 9 (ou tronconique). Dans le logement axial est logée une électrode centrale 10 constituée par une tige cylindrique, en alliage à base de titane et de chrome-nickel de préférence, de diamètre sensiblement égal à celui du logement 7 de petit diamètre et dont la face frontale interne 10a est prolongée par un téton 11 faisant saillie dans le logement 8 de grand diamètre.
Le téton 11 peut être entièrement tronconique ou bien encore partiellement tronconique et alors prolongé par une partie cylindrique.
A son extrémité externe, l'électrode centrale 10 présente une tête 12 épanouie transversalement, obtenue par bouterollage. Cette tête 12 est située en regard d'une collerette interne 13 formée à l'extrémité inférieure du culot 6 et qui entoure ainsi à la fois l'extrémité inférieure du corps isolant et l'extrémité inférieure 12 de l'électrode centrale 1. Cette collerette interne 13 est délimitée par une face interne transversale plane 13a et une face externe tronconique 13b. Sur cette collerette 13 peut être éventuellement superposée, par des moyens connus (matriçage, rivetage) une couronne en alliage résistant aux hautes températures, du même type que celui constituant l'électrode centrale.
La partie extrême inférieure du culot 2 délimite, avec la partie inférieure du corps isolant 1, une chambre de combustion 14 communiquant avec l'extérieur par l'intermédiaire de plusieurs trous 15 percés dans le culot et répartis régulièrement autour de l'axe de la bougie.
Pour assurer l'étanchéité entre l'électrode centrale 10 et le corps isolant 1, il est prévu, autour du téton 11, une pastille annulaire 16, en alliage métallique, par exemple du type rodar . Lors de la fabrication de la partie centrale de la bougie, on engage l'électrode centrale 10, avec son téton 1 1 en avant, à travers l'orifice du logement axial 7 de petit diamètre jusqu'à ce que ce téton 11 fasse saillie dans la zone de l'épaulement 9 et du logement de grand diamètre 8. Ensuite, on engage à travers l'orifice du logement de grand diamètre 8, la pastille annulaire 16, de manière que cette dernière vienne dans le fond du logement 8 et coiffe le téton 11. Une fois la pastille 16 mise en place, on procède à la fixation et au scellement de l'électrode centrale.
Cette opération peut s'effectuer mécaniquement au moyen d'un poinçon introduit verticalement, de haut en bas, à travers l'orifice du logement 8 de grand diamètre. On exerce alors, au moyen de ce poinçon, une pression sur la pastille 16, de manière à provoquer un fluage de l'alliage métallique constituant la pastille 16 et par consé- quent une compression de cet alliage d'une part sur le téton central 1 1 et d'autre part sur l'épaulement 9 et la paroi du logement 8. Après cette opération, la pastille 16 est formée et permet d'obtenir une fixation rigide et un scellement étanche de l'électrode centrale 10.
L'opération de fixation et de scellement précitée peut être également réalisée en chauffant localement la pastille 16, par exemple par chauffage haute fréquence.
La liaison électrique entre l'électrode centrale 10 et l'olive supérieure 17 de la bougie peut s'effectuer de toute manière connue. Dans l'exécution représentée cette liaison est assurée par une résistance 18, un ensemble de disrupture 19 et un élément de laison conducteur 23, tous ces éléments étant maintenus par un ressort 20. En variante, l'élément 18 pourra; être remplacé par un simple bâtonnet conducteur ou par une résistance spéciale carborundum couplée avec une cellule
selfique anti-parasite ou encore un couplage haute fréquence transistorisé.
Le corps isolant de la bougie présente certaines caractéristiques propres. Tout d'abord, à la différence de bougies classiques qui comportent, à la partie supérieure du corps isolant 1, seulement trois couronnes externes 21, le corps 1 de la bougie représentée comprend une quatrième couronne 22, ce qui favorise la coupure des lignes de fuite extérieures. Par ailleurs, l'intervalle a entre l'électrode centrale 10 et le joint de base 4 du culot 2, est égal à 1,8 mm, alors que dans les bougies classiques il n'est que de 0,9 mm. De ce fait, on obtient une meilleure isolation interne et la bougie peut supporter des tensions beaucoup plus élevées de par la rigidité diélectrique de l'alumine qui est de 30 KV par mm. La bougie peut dès lors supporter des tensions de crête de 54 KV.
Enfin, l'écrou de centrage 3 assure de par sa forme une coupure de l'effluve extérieur se produisant à la surface du corps isolant et il joue également le rôle de dissipateur thermique anti-flash.