EP3152494A1 - Bougie de préchauffage pour moteur thermique - Google Patents

Bougie de préchauffage pour moteur thermique

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Publication number
EP3152494A1
EP3152494A1 EP15730075.7A EP15730075A EP3152494A1 EP 3152494 A1 EP3152494 A1 EP 3152494A1 EP 15730075 A EP15730075 A EP 15730075A EP 3152494 A1 EP3152494 A1 EP 3152494A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector
central electrode
tubular body
reduction
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15730075.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marc Couffignal
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3152494A1 publication Critical patent/EP3152494A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F23Q2007/004—Manufacturing or assembling methods

Definitions

  • the present invention relates to a spark plug pre ⁇ heating or post-heating for a diesel engine com ⁇ taking a heating element connected via a central electrode to a connector through the body of the candle provided with a screw thread and a tool socket for tightening the spark plug in the engine.
  • Such a glow plug is shown in schematic sectional view in FIG. 6.
  • This glow plug consists of a heating cartridge 210 connected to a central electrode 220 and housed in a tubular body 230 traversed by a central electrode 220.
  • the spark plug comprises a primary connector 260.
  • the tubular body 230 connected to the cartridge 210 by an assembly zone 230 comprises at its front end a centering and sealing cone 231 to provide support and sealing of the spark plug relative to the engine block.
  • the tubular body continues with a smooth central portion 233 and near the rear end, the thread 234 makes it possible to screw the spark plug in the engine block by the tool catch 235 which has, for example, a six-sided shape.
  • the tubular body 230 traversed by the central electrode 220 comprises near the rear end an internal cone 236 and at the outer surfaces, a countersink 237.
  • a seal 240 is housed around the electrode 220 at internal cone level 236.
  • An electrical insulation washer 250 is placed in the countersink 237.
  • the connector 260 installed at the rear of the body 230 on the central electrode 220 by the crimping 262 on the knurling 223 of the rear end of the central electrode 220.
  • the connector is applied by its front face 261 against the washer 250 electrical insulation not to come into contact with the rear portion of the tubular body 230, that is to say the part with the tool socket 235.
  • This electric insulation washer 250 is in turn based on a part at the bottom of the worm 237 of the tubular body 230 and secondly on the seal
  • FIRELIGHT OF REM PLACEM ENT (RULE 26) 240 which seals with the inner cone 236 of the tubular body 230 and the central electrode 220.
  • central 220 The inside of the tubular body 230 around the electrode: central 220 is empty and without any contact between them.
  • the inside of the heating cartridge 210 is filled with an insulating powder compacted on the connection system with the central electrode 220 at its front portion 221.
  • the heating circuit itself is not shown here.
  • This glow plug or post-heating has a disadvantage of being composed of a relatively large number of elements and in particular numerous tubular bodies depending on the engines to which the candles are intended.
  • the present invention aims to develop preheating or post-heating bougies of simple constitution consisting of a reduced number of parts, to reduce the management of the stock and lead to more economical candles.
  • the subject of the invention is a preheating plug of the type defined above,
  • the tubular body is overmolded by injection on the central electrode between the front part of the glow plug and the rear part.
  • the glow plug (which is also used as a post-heating plug) reduces the number of parts consti ⁇ killing the spark plug and in particular the stock of tubular body which is imposed by the diversity of engines to which is applied the candle.
  • the constituent elements of the candle such as the car ⁇ heated key, the socket, the connector and the primary connector are suitable elements for all forms of candles depending on the applications. Only the length of the central electrode varies with the length of the spark plug.
  • the metal tubular body, anterior now formed by a tubular body of plastic or composite material, in particular injected under molded pressure allows a significant reduction in the overall cost of the glow plug.
  • the conductive metal sleeve protrudes from the rear of the heating cartridge and forms a gap, a chamber surrounding the front end of the central electrode, the tubular body arriving at its front end in this chamber.
  • the shoulder of the reduction of the composite tubular body and the front of the rear connection are separated by at least one sliding cup disengaging the screwing movement of the connection of the candle and the composite tubular body.
  • This sliding cup disengages the torque applied to the connection used for screwing and the front end of the spark plug.
  • the shoulder of the reduction and the front edge of the connector have a conical homologous shape as well as the interposed sliding cup.
  • the central electrode has a roughened surface for fastening the injected material of the tubular body.
  • the subject of the invention is also a method for producing a glow plug (or post-heating plug) as defined above.
  • a preheating glow cartridge is provided with a central electrode,
  • the primary connector and the central electrode are secured by methods of welding or crimping the connector on the central electrode or else any other type of connection, for example by electromagnetic pulse assembly.
  • the method characterized in that one realizes a range of glow plugs with the same heating cartridge, the same socket, the same rear connection and the same connector but the length of the central electrode and that of the body is modified tubular according to the geometrical data of the engine receiving the glow plug.
  • the method of manufacturing the glow plug or post-heating has the advantage of simplification of manufacture by removing the diversity of tubular bodies replaced by a tubular body adaptable to all lengths of preheating plugs required.
  • the body tubu lar ⁇ is made of PA66 is to say, highly filled with carbon or glass fibers.
  • the tubular body is housed in the cylindrical hole of the cylinder head with a very small diametral clearance so that even under the effect of the axial pressure exerted on the tubular body, unlike a tubular body of metal, this It can flambé and the wall of the hole of the cylinder head retains this buckling and retains the glow plug according to the invention, an alignment sufficient to operate in good conditions.
  • the friction is minimized between the conical surface of the shoulder of the tubular body and the connection through the cups, especially steel, interposed and allowing to slide.
  • the surface of the cup or cups, of low roughness facilitate the sliding in rotation of the elements in contact and minimizes any slippage of the conical surface of the shoulder of the tubular body and consequently also reduces to a minimum the torque received by this tubular body.
  • FIG. 1 is a view in partial axial section of a glow plug according to the invention
  • FIG. 2 is a view in axial section of a base assembly of the heating cartridge and of the central electrode according to the invention
  • FIG. 3 is a view of the glow plug with its overmolded tubular body but without the connection, the cups and the connector,
  • FIG. 4 is a sectional view of the coupling
  • FIG. 5 is a sectional view of the connector
  • Figure 6 is a sectional view of a glow plug: known.
  • the candle has an axis xx which is an axis of rotation symmetry and the front end AV of the candle is the one located on the side of the chamber combustion engine, the rear end being that of the electrical connection by the connector of the customer, that is to say, in general the manufacturer.
  • the glow plug 100 for a heat engine consists of a heating cartridge 1 10 connected by a central electrode 120 to a connector 160 through the body of the candle constituted by a sleeve 130, followed by a body tubular 140 of plastic material receiving at the rear one or more cups and a connector 150.
  • the rear end is provided with a connector 160.
  • the ceramic or metallic heating cartridge (indifferently metal or ceramic heater) 1 10 is not detailed. It comprises an electrically conductive filament, heated on the one hand, to the ground via the socket 130 and on the other hand to the positive pole of the power supply source by the central electrode 120 and the connector 160.
  • the socket 130 is an electroconductive metal sleeve having at the front end a conical portion 131 to serve as a support for the motor (engine block) performing in addition to this mechanical support also the electrical contact between the heating cartridge 110 and the mass of the network power.
  • the heating cartridge 1 10 externally has a contact corresponding to one end of the heating filament. This contact is connected to the socket 130 by its physical contact with the socket 130.
  • the sleeve 130 protrudes from the rear end of the heating cartridge 1 10 thus forming an annular chamber 132 around the front end 121 of the central electrode 120 connected to the heating cartridge 1 10.
  • the body of the candle holder a fitting 150 provided OUTSIDE ⁇ quently with a thread 151 and a tool outlet 152, for example a hexagon, for screwing into the engine cylinder head.
  • the frustoconical front portion 131 of the sleeve is spaced from the thread 151 depending on the characteristics of the engine block which. receives the glow plug.
  • a tubular body 140 of non-conductive plastic material is engaged between the annular chamber 132 of the sleeve 130 and the connection 150, which is also metallic.
  • the tubular body 140 has a front end 141 coming into the chamber 132 of the socket. This end continues with the tubular main part of the body 140 whose sec ⁇ tion is preferably circular corresponding to the circular section of the sleeve 130.
  • the tubular body 140 continues with a reduction 142 of reduced diameter for
  • the separating and sliding cups 170 are interposed between the shoulder 143 of the tubular body 140 and the front surface 153 of the connector 150 to prevent the screwing movement from causing the front part of the spark plug.
  • the tubular body 140 is preferably attached to the central electrode 120 whose outer surface 122 is roughened, for example by knurling. This rough surface extends only over the portion in contact with the tubular body 140, the rear end 123 of the central electrode 120 is smooth and perfect.
  • FIRE ILLE DE REM PLACEMENT (RULE 26) cylindrical to receive the two mold half to ensure sealing during injection pressure plastic.
  • FIG. 1 shows that the cylindrical reduction 142 of the tubular body 140 protrudes from the rear surface 154 of the fitting 150 'over a length 144 to thereby create an electrical isolation space between the metal connector 150 and the primary connector 160 which avoids / saves any other means of additional electrical insulation.
  • This figure 1 shows again that the plastic overmolding also avoids / saves the seal.
  • FIGS. 2 to 5 make it possible to describe a preferred method for manufacturing the glow plug 100 according to FIG.
  • FIG. 2 after having made separately the heating cartridge 110 and fixed thereto the central electrode 120 of appropriate length, depending on the glow plug to be produced, it is installed on the back of the cartridge 110, the socket 130 by making electrical contact with the heating cartridge 1 10 for grounding.
  • the tubular body 140 having the cylindrical shape or appropriate form of revolution is produced in an injection mold.
  • the tubular body 140 is made of plastic.
  • the fluid mass enters the chamber 132 formed by the sleeve 130 and at the rear the injection mold has a shape corresponding to the sleeve 142 to be made to receive the connection 150, that is to say , a cylindrical reduction 142 as a function of the inside diameter of the coupling 150 to be received.
  • the shoulder 143 formed between the tubular body 140 in its main part and its cylindrical reduction 142 is preferably conical.
  • the coupling 150 is shown in section in FIG. 4 shows its frustoconical front face 153 allowing it to rest centrally on the separation cup (s) 170 and the rear of the tubular body 140 around its cylindrical reduction 142.
  • the conductive metal primary connector 160 is provided with a through passage 161 with the diameter of the central electrode 120 or at least its end 123 which does not have to be roughened.
  • the connector 160 has a front face 162 to bear against the end 124 of the cylindrical reduction and externally a mooring collar 163.
  • This mooring flange 163 delimits the outer surface 164 of the primary connector 160 which receives the connector manufacturer specific to each engine manufacturer and each type of engine. This manufacturer connector is not represented.
  • the primary connector 160 is put in place by tightening the assembly and finally blocking it by the welding 180 of the end 164 of the central electrode 120 to the connector 160 preferably by a laser beam in the axis xx of the candle through the rear opening 161a that leaves the through passage 161.
  • the welding 180 of the end 164 of the central electrode 120 to the connector 160 preferably by a laser beam in the axis xx of the candle through the rear opening 161a that leaves the through passage 161.
  • the glow plug or post-heat 100 is then complete.
  • the method of producing the glow plug can be stated as follows:
  • a heating cartridge 110 of glow plug 100 is made with central electrode 120,
  • the heating cartridge 110 on the heating cartridge 110 is installed a tubular sleeve 130 fixed in the rear region of the heating cartridge 110 and leaving an annular volume 132 beyond the rear of the heating cartridge 1 10 around the central electrode 120, it is installed the assembly formed by the heating cartridge 110 provided with its sleeve 130 in an injection mold having the shape of the outline to be given to the glow plug, the mold being closed on the sleeve 130 and on the rear end 123 of the central electrode 120,
  • FIRELIGHT OF REM PLACEM ENT (RULE 26) injecting a material into the mold to form the body tabu ⁇ lar 140 filling the annular volume between the sleeve 130 and the center electrode 120, around the center electrode and forming the cylindrical reduction 142 before the rear end 123 of the central electrode 120,
  • the connector 160 is connected to the end 123 of the central electrode 120 by applying the connector 160 against the free side of the sleeve 142 and the connector 160 is fixed to the central electrode 120 to block the assembly thus produced.
  • one or more sliding cups 170 are interposed between the shoulder 143 of the tubular body 140 and the front 153 of the fitting 150.
  • the body 140 is put in compression by the screwing of the connector 150 and the support of the centering cone 131 in the cylinder head.
  • the method described above has the advantage of always using the same basic elements whatever the dimensions of the glow plug to achieve.
  • These basic elements are the heating cartridge 1 10 with the sleeve 130 and the central electrode 120 as well as the connection 150 and the primary connector 160.
  • the only modification of one type of candle to another will be the length of the central electrode 120.
  • Heating cartridge (ceramic or metallic)

Abstract

Bougie de pré-chauffage et de post-chauffage comprenant: une douille métallique conductrice (130) fixée autour de l'arrière de la cartouche chauffante (110), un raccord métallique (150), muni extérieurement d'un filetage (151) et d'une prise d'outil (152), un corps tubulaire (140) en matière plastique, sur l'électrode centrale (120) formant une réduction cylindrique (142) avec interposition de coupelles de glissement (170) et dépassant (144) de l'arrière du raccord. Un connecteur (160) est engagé sur l'électrode centrale (120) et soudé pour le solidariser.

Description

15 061818
Domaine de l'invention
La présente invention se rapporte à une bougie de pré¬ chauffage ou de post-chauffage pour un moteur thermique diesel com¬ prenant une cartouche chauffante reliée par une électrode centrale à un connecteur à travers le corps de la bougie munie d'un filetage de vissage et d'une prise d'outil pour serrer la bougie dans le moteur.
Etat de la technique
On connaît déjà de façon générale une telle bougie de préchauffage représentée en vue en coupe schématique à la figure 6. Cette bougie de préchauffage se compose d'une cartouche chauffante 210 reliée à une électrode centrale 220 et logée dans un corps tubulaire 230 traversé par l'électrode centrale 220. A l'arrière du corps tubulaire 230 la bougie comporte un connecteur primaire 260.
Le corps tubulaire 230 relié à la cartouche 210 par une zone d'assemblage 230 comporte à son extrémité avant un cône de centrage et d'étanchéité 231 pour réaliser l'appui et l'étanchéité de la bougie par rapport au bloc-moteur.
Le corps tubulaire se poursuit par une partie centrale lisse 233 et près de l'extrémité arrière, le filetage 234 permet de visser la bougie dans le bloc-moteur par la prise d'outil 235 qui a par exemple une forme de six pans.
Intérieurement, le corps tubulaire 230 traversé par l'électrode centrale 220 comporte près de l'extrémité arrière un cône interne 236 et au niveau des surfaces extérieures, un lamage 237. Un joint d'étanchéité 240 est logé autour de l'électrode 220 au niveau du cône interne 236. Une rondelle d'isolation électrique 250 est placée dans le lamage 237.
Le connecteur 260 installé à l'arrière du corps 230 sur l'électrode centrale 220 par le sertissage 262 sur le moletage 223 de l'extrémité arrière de l'électrode centrale 220. Le connecteur est appliqué par sa face avant 261 contre la rondelle d'isolation électrique 250 pour ne pas entrer en contact avec partie arrière du corps tubulaire 230, c'est-à-dire la partie avec la prise d'outil 235. Cette rondelle d'isolation électrique 250 s'appuie à son tour d'une part au fond du la- mage 237 du corps tubulaire 230 et d'autre part sur le joint
FEU ILLE DE REM PLACEM ENT (RÈGLE 26) d'étanchéité 240 qui assure l'étanchéité avec le cône interne 236 du corps tubulaire 230 et l'électrode centrale 220.
L'intérieur du corps tubulaire 230 autour de l'électrode: centrale 220 est vide et sans aucun contact entre eux.
L'intérieur de la cartouche chauffante 210 est rempli d'une poudre isolante compactée sur le système de connexion avec l'électrode centrale 220 en sa partie avant 221. Le circuit de chauffage proprement dit n'est pas représenté ici.
Cette bougie de préchauffage ou de post- chauffage a un inconvénient de se composer d'un nombre relativement important d'éléments et notamment des corps tubulaires nombreux en fonction des moteurs auxquels sont destinées les bougies.
But de l'invention
La présente invention a pour but de développer des bou- gies de préchauffage ou de post-chauffage de constitution simple se composant d'un nombre réduit de pièces, permettant de réduire la gestion du stock et d'aboutir à des bougies plus économiques.
Exposé et avantages de l'invention
A cet effet l'invention a pour objet une bougie de pré- chauffage du type défini ci-dessus,
caractérisée en ce qu'elle comprend : une douille métallique conductrice fixée autour de l'arrière de la cartouche chauffante, pour s'appuyer sur le moteur, un raccord métallique, muni extérieurement d'un filetage et d'une prise d'outil pour être vissé dans le moteur, un corps tubulaire en matière plastique, surmoulé par injection sur l'électrode entre la douille et la cartouche formant à l'arrière une réduction cylindrique sur laquelle est emmanché le raccord appliqué à l'avant en poussée contre l'épaulement formé par la réduction cylindrique et dépassant de l'arrière du raccord, un connecteur emmanché sur l'électrode centrale et soli- daire de celle-ci pour s'appuyer à l'avant contre le bord de la réduction isolante électrique dépassant du raccord.
De façon avantageuse, le corps tubulaire est surmoulé par injection sur l'électrode centrale entre la partie avant de la bougie de préchauffage et la partie arrière.
FEU ILLE DE REM PLACEMENT (RÈG LE 26) La bougie de préchauffage (qui s'utilise également comme bougie de post-chauffage) permet de réduire le nombre de pièces consti¬ tuant la bougie et notamment le stock de corps tubulaire qui est imposé par la diversité des moteurs auxquels est appliquée la bougie.
Les éléments constitutifs de la bougie tels que la car¬ touche chauffante, la douille, le raccord et le connecteur primaire sont des éléments convenant pour toutes les formes de bougies selon les applications. Seule varie la longueur de l'électrode centrale en fonction de la longueur que doit avoir la bougie.
De plus, le corps tubulaire métallique, antérieur constitué maintenant par un corps tubulaire en matière plastique ou composite, notamment injecté sous pression en surmoulage permet une réduction significative du coût global de la bougie de préchauffage.
Ces différentes modifications ne réduisent pas les pérformances de la bougie de préchauffage.
Suivant une caractéristique avantageuse la douille métallique conductrice dépasse de l'arrière de la cartouche chauffante et forme un intervalle, une chambre entourant l'extrémité avant de l'électrode centrale, le corps tubulaire arrivant par son extrémité avant dans cette chambre.
Suivant une autre caractéristique avantageuse l'épaulement de la réduction du corps tubulaire composite et l'avant du raccord arrière sont séparés par au moins une coupelle de glissement désolidarisant le mouvement de vissage du raccord de la bougie et le corps tubulaire composite.
Cette coupelle de glissement désolidarise le couple appliqué au raccord servant au vissage et l'extrémité avant de la bougie.
Suivant une caractéristique particulièrement avantageuse dans ce contexte, l'épaulement de la réduction et le bord avant du raccord ont une forme conique homologue ainsi que la coupelle de glissement interposée.
Suivant une autre caractéristique avantageuse, l'électrode centrale a une surface rendue rugueuse pour l'accrochage de la matière injectée du corps tubulaire.
FEU ILLE DE REM PLACEMENT (RÈG LE 26) L'invention a également pour objet un procédé de réalisa¬ tion d'une bougie de préchauffage (ou de post-chauffage) tel que défini ci-dessus. Selon ce procédé on réalise une cartouche chauffante de bougie de préchauffage munie d'une électrode centrale,
- on installe sur la cartouche chauffante une douille tubulaire fixée dans la région arrière de la cartouche chauffante et laissant un volume annulaire au-delà de l'arrière de la cartouche chauffante au¬ tour de l'électrode centrale, on installe l'ensemble formé par la cartouche chauffante munie de sa douille dans un moule d'injection ayant la forme du contour à donner à la bougie de préchauffage, le moule étant fermé sur la douille et sur l'arrière de l'électrode centrale, on injecte une matière dans le moule pour former le corps tubulaire remplissant le volume annulaire entre la douille et l'électrode centrale, autour de l'électrode centrale et formant la réduction cylindrique avant l'extrémité arrière de l'électrode centrale, après démoulage de l'ébauche de bougie de préchauffage on met en place la ou les coupelles de glissement puis le raccord sur la réduction du corps composite en les appuyant contre l'épaulement, et en laissant dépasser la réduction cylindrique de l'arrière du raccord, on emmanche le connecteur sur l'extrémité de l'électrode centrale en appliquant le connecteur contre le côté libre en extrémité arrière du manchon et on fixe le connecteur à l'électrode centrale pour bloquer l'assemblage ainsi réalisé.
Selon une caractéristique avantageuse, on solidarise le connecteur primaire et l'électrode centrale par des procédés soit de soudage, soit de sertissage du connecteur sur l'électrode centrale ou soit encore tout autre type de connexion par exemple par assemblage par impulsion électromagnétique.
Enfin, le procédé, caractérisé en ce qu'on réalise une gamme de bougies de préchauffage avec la même cartouche chauffante, la même douille, le même raccord arrière et le même connecteur mais on modifie la longueur de l'électrode centrale et celle du corps tubulaire en fonction des données géométriques du moteur recevant la bougie de préchauffage.
FEUI LLE DE REM PLACEM ENT (RÈGLE 26) Le procédé de fabrication de la bougie de préchauffage ou de post-chauffage a l'avantage d'une simplification de la fabrication par la suppression de la diversité des corps tubulaires remplacés par un corps tubulaire adaptable à toutes les longueurs de bougies de pré- chauffage nécessaires.
Suivant une caractéristique avantageuse, le corps tubu¬ laire est réalisé en PA66 c'est-à-dire fortement chargé en fibres de carbone ou de verre.
De façon avantageuse, le corps tubulaire est logé dans le trou cylindrique de la culasse avec un jeu diamétral très faible de sorte que même sous l'effet de la pression axiale exercée sur le corps tubulaire, contrairement à un corps tubulaire en métal, celui-ci peut flamber et la paroi du trou de la culasse retient ce flambage et conserve à la bougie de préchauffage selon l'invention, un alignement suffisant pour fonctionner dans de bonnes conditions.
Pour éviter le cisaillement que peuvent provoquer les couples de serrage ou de desserrage et la destruction du corps tubulaire, les frottements sont réduits au maximum entre la surface conique de l'épaulement du corps tubulaire et le raccord grâce aux coupelles, notamment en acier, interposées et permettant de glisser. La surface de la ou des coupelles, de faible rugosité facilitent le glissement en rotation des éléments en contact et réduit au minimum tout glissement de la surface conique de l'épaulement du corps tubulaire et par voie de conséquence réduit aussi au minimum le couple encaissé par ce corps tubulaire.
Dessins
La présente invention sera décrite ci-après d'une manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation d'une bougie de pré- chauffage et de son procédé de fabrication représentés schématique- ment dans les dessins annexés dans lesquels :
la figure 1 est une vue en coupe axiale partielle d'une bougie de préchauffage selon l'invention,
la figure 2 est une vue en coupe axiale d'un assemblage de base de la cartouche chauffante et de l'électrode centrale selon l'invention,
FEUI LLE DE REM PLACEM ENT (RÈGLE 26) la figure 3 est une vue de la bougie de préchauffage avec son corps tubulaire surmoulé mais sans le raccord, ni les coupelles et ni le connecteur,
la figure 4 est une vue en coupe du raccord,
la figure 5 est une vue en coupe du connecteur,
la figure 6 est une vue en coupe d'une bougie de préchauffage: connue.
Description de modes de réalisation de l'invention
Par convention et pour simplifier la description de la bougie de préchauffage et de son procédé de fabrication, la bougie a un axe xx qui est un axe de symétrie de rotation et l'extrémité avant AV de la bougie est celle située du côté de la chambre de combustion du moteur, l'extrémité arrière étant celle du branchement électrique par le connecteur du client, c'est-à-dire en général le constructeur.
Selon la figure 1 la bougie de préchauffage 100 pour un moteur thermique se compose d'une cartouche chauffante 1 10 reliée par une électrode centrale 120 à un connecteur 160 en traversant le corps de la bougie constituée par une douille 130, suivie d'un corps tubulaire 140 en matière plastique recevant à l'arrière une ou des coupelles puis un raccord 150. L'extrémité arrière est munie d'un connecteur 160.
La cartouche chauffante en céramique ou métallique (indifféremment chauffant métallique ou céramique) 1 10 n'est pas détaillée. Elle comporte un filament électro-conducteur, chauffant relié d'une part, à la masse par l'intermédiaire de la douille 130 et d'autre part au pôle positif de la source d'alimentation électrique par l'électrode centrale 120 et le connecteur 160.
La douille 130 est un manchon métallique électroconducteur ayant à l'extrémité avant une partie conique 131 pour servir d'appui au moteur (bloc moteur) réalisant en plus de cet appui mécanique également le contact électrique entre la cartouche chauffante 110 et la masse du réseau d'alimentation. Pour cela la cartouche chauffante 1 10 comporte extérieurement un contact correspondant à l'une des extrémités du filament chauffant. Ce contact est relié à la douille 130 par son contact physique avec la douille 130.
FEUI LLE DE REM PLACEM ENT (RÈGLE 26) Selon le mode de réalisation représenté, la douille 130 déborde de l'extrémité arrière de la cartouche chauffante 1 10 formant ainsi une chambre annulaire 132 autour de l'extrémité avant 121 de l'électrode centrale 120 reliée à la cartouche chauffante 1 10.
Le corps de la bougie porte un raccord 150 muni exté¬ rieurement d'un filetage 151 et d'une prise d'outil 152, par exemple un six pans, pour le vissage dans la culasse du moteur. La partie avant, tronconique 131 de la douille est distante du filetage 151 en fonction des caractéristiques du bloc-moteur qui. reçoit la bougie de préchauffage.
Un corps tubulaire 140 en matière plastique non conductrice est engagé entre la chambre annulaire 132 de la douille 130 et le raccord 150 lui aussi métallique. Le corps tubulaire 140 a une extrémité avant 141 venant dans la chambre 132 de la douille. Cette extrémité se poursuit par la partie principale tubulaire du corps 140 dont la sec¬ tion est de préférence circulaire correspondant à la section circulaire de la douille 130. A l'arrière, le corps tubulaire 140 se poursuit par une réduction 142 de diamètre réduit pour recevoir le raccord 150. Des coupelles de séparation et de glissement 170 sont interposées entre l'épaulement 143 du corps tubulaire 140 et la surface avant, 153 du raccord 150 pour éviter que le mouvement de vissage n'entraîne la partie avant de la bougie. La surface 143 de l'épaulement du corps tubulaire 140 de forme tronconique, de même que l'extrémité avant 153 du raccord 150 ét aussi là ou les coupelles de séparation et de glissement 170 sont interposées entre l'épaulement 143 du corps tubulaire 140 et la surface avant, 153 du raccord 150 pour éviter que le mouvement de vissage n'entraîne la partie avant de la bougie. La surface 143 de l'épaulement du corps tubulaire 140 de forme tronconique, de même que l'extrémité avant 153 du raccord 150 et aussi là ou les coupelles de séparation 170. Le corps tubulaire 140 est de préférence accroché à l'électrode centrale 120 dont la surface extérieure 122 est rendue rugueuse, par exemple par un moletage. Cette surface rugueuse ne s'étend que sur la partie en contact avec le corps tubulaire 140, l'extrémité arrière 123 de l'électrode centrale 120 est lisse et parfaite-
FEU ILLE DE REM PLACEMENT (RÈG LE 26) ment cylindrique pour recevoir les deux demi moule afin de garantir l'êtanchéité durant l'injection sous pression du plastique.
La figure 1 montre que la réduction cylindrique 142 du corps tubulaire 140 dépasse de la surface arrière 154 du raccord 150' sur une longueur 144 pour créer ainsi un espace d'isolation électrique entre le raccord métallique 150 et le connecteur primaire 160 ce qui évite/ économise tout autre moyen d'isolation électrique supplémentaire. Cette figure 1 montre encore que le surmoulage plastique évite / économise aussi le joint d'étanchéité.
Les figures 2 à 5 permettent de décrire un procédé préférentiel de fabrication de la bougie de préchauffage 100 selon la figure 1.
Initialement, (figure 2) après avoir réalisé séparément la cartouche chauffante 110 et fixé à celle-ci l'électrode centrale 120 de longueur appropriée, en fonction de la bougie de préchauffage à réaliser, on installe sur l'arrière de la cartouche 110, la douille 130 en réalisant le contact électrique avec la cartouche chauffante 1 10 pour la mise à la masse.
Ensuite (figure 3), on réalise dans un moule d'injection, le corps tubulaire 140 ayant la forme cylindrique ou forme de révolution appropriée. Le corps tubulaire 140 est en matière plastique. Lors de l'injection, la masse fluide pénètre dans la chambre 132 formée par la douille 130 et à l'arrière le moule d'injection a une forme correspondant au manchon 142 à réaliser pour recevoir le raccord 150 c'est-à-dire, une réduction cylindrique 142 en fonction du diamètre intérieur du raccord 150 à recevoir. La fermeture des demi-moules sur la surface cylindrique extérieure 133 de la douille 130 et sur la surface cylindrique de l'extrémité arrière 123 de l'électrode assure l'êtanchéité pendant l'injection.
L'épaulement 143 formé entre le corps tubulaire 140 dans sa partie principale et sa réduction cylindrique 142 est de préférence conique.
Le raccord 150 est représenté en coupe à la figure 4 montre sa face avant 153 tronconique lui permettant de s'appuyer de façon centrée sur la ou les coupelles de séparation 170 et l'arrière du corps tubulaire 140 autour de sa réduction cylindrique 142.
FEUI LLE DE REM PLACEM ENT (RÈGLE 26) Selon la figure 6, le connecteur primaire 160, en métal conducteur est muni d'un passage traversant 161 au diamètre de l'électrode centrale 120 ou du moins de son extrémité 123 qui n'a pas à être rendue rugueuse.
Le connecteur 160 a une face avant 162 pour s'appuyer contre l'extrémité 124 de la réduction cylindrique et extérieurement une collerette d'amarrage 163. Cette collerette d'amarrage 163 délimite la surface extérieure 164 du connecteur primaire 160 qui reçoit le connecteur constructeur spécifique à chaque constructeur de moteur et à chaque type de moteur. Ce connecteur constructeur n'est pas représenté.
Après assemblage du raccord 150 sur le manchon 142 avec de préférence interposition d'une ou de plusieurs rondelles de séparation 170, on met en place le connecteur primaire 160 en serrant l'assemblage et en le bloquant définitivement par la soudure 180 de l'extrémité 164 de l'électrode centrale 120 au connecteur 160 de préférence par un faisceau laser dans l'axe xx de la bougie à travers l'ouverture arrière 161a que laisse le passage traversant 161. Ainsi on ne déforme pas la surface extérieure 164 qui reçoit le connecteur constructeur.
La bougie de préchauffage ou de post-chauffage 100 est alors terminée.
Le procédé de réalisation de la bougie de préchauffage peut s'énoncer comme suit :
on réalise une cartouche chauffante 110 de bougie de préchauffage 100 munie d'électrode centrale 120,
on installe sur la cartouche chauffante 110 une douille tubulaire 130 fixée dans la région arrière de la cartouche chauffante 110 et laissant un volume annulaire 132 au-delà de l'arrière de la cartouche chauffante 1 10 autour de l'électrode centrale 120, on installe l'ensemble formé par la cartouche chauffante 110 munie de sa douille 130 dans un moule d'injection ayant la forme du contour à donner à la bougie de préchauffage, le moule étant fermé sur la douille 130 et sur l'extrémité arrière 123 de l'électrode centrale 120,
FEU ILLE DE REM PLACEM ENT (RÈGLE 26) on injecte une matière dans le moule pour former le corps tabu¬ laire 140 remplissant le volume annulaire entre la douille 130 et l'électrode centrale 120, autour de l'électrode centrale et formant la réduction cylindrique 142 avant l'extrémité arrière 123 de l'électrode centrale 120,
après démoulage de l'ébauche de bougie de préchauffage on met en place les coupelles 170 suivies du raccord 150 sur la réduction du corps composite en l'appuyant contre l'épaulement, 143, et en laissant dépasser l'extrémité arrière 144 la réduction cylindrique (142) de l'arrière 154 du raccord 150,
on emmanche le connecteur 160 sur l'extrémité 123 de l'électrode centrale 120 en appliquant le connecteur 160 contre le côté libre du manchon 142 et on fixe le connecteur 160 à l'électrode centrale 120 pour bloquer l'assemblage ainsi réalisé.
En particulier :
on interpose une ou des coupelles de glissement 170 entre l'épaulement 143 du corps tubulaire 140 et l'avant 153 du raccord 150.
Le montage de la bougie de préchauffage ou de postchauffage dans la culasse du moteur, le corps 140 est mis en compression par le vissage du raccord 150 et l'appui du cône de centrage 131 dans la culasse.
Le procédé décrit ci-dessus a l'avantage d'utiliser toujours les mêmes éléments de base quelques soient les dimensions de la bougie de préchauffage à réaliser. Ces éléments de base sont la cartouche chauffante 1 10 avec la douille 130 et l'électrode centrale 120 ainsi que le raccord 150 et le connecteur primaire 160. La seule modification d'un type de bougie à l'autre sera la longueur de l'électrode centrale 120.
Ensuite, avec de tels éléments le procédé décrit ci-dessus s'appliquera dans des moules d'injection de longueur adaptée à la longueur du corps tubulaire 140 à réaliser.
FEU ILLE DE REM PLACEMENT (RÈGLE 26) N O M E N C L A T U R E
100 Bougie de préchauffage ou de post-chauffage selon l'invention
110 Cartouche chauffante (céramique ou métallique)
120 Electrode centrale
121 Extrémité avant de l'électrode centrale
122 Surface extérieure rugueuse
123 Extrémité arrière de l'électrode centrale
124 Extrémité de soudage de l'électrode centrale
130 Douille
131 Cône de centrage
132 Chambre annulaire
133 Surface cylindrique extérieure
140 Corps tubulaire
141 Extrémité avant du corps tubulaire
142 Réduction cylindrique
143 Epaulement
144 Dépassement
150 Raccord
151 Filetage
152 Prise d'outil
153 Extrémité avant
154 Extrémité arrière
160 Connecteur
161 Trou débouchant ou traversant
161a Extrémité arrière trou traversant
162 Face d'appui avant
163 Collerette d'accrochage connecteur constructeur
164 Surface extérieure connecteur primaire
170 Coupelles de séparation
180 Soudure
200 Bougie de préchauffage ou de post-chauffage selon l'état de la technique
210 Cartouche chauffante
FEU ILLE DE REM PLACEMENT (RÈG LE 26) T EP2015/061818
12
220 Electrode centrale
221 Extrémité avant de l'électrode centrale
222 Partie centrale de l'électrode centrale
223 Moletage de l'extrémité arrière de l'électrode centrale
230 Corps tubulaire
231 Cône de centrage et d'étanchéité
232 Zone d'assemblage de la cartouche chauffante
233 Partie centrale lisse du corps tubulaire
234 Filetage du corps tubulaire
235 Prise d'outil du corps tubulaire
236 Cône interne
237 Lamage
240 Joint d'étanchéité
250 Rondelle d'isolation électrique
260 Connecteur
261 Face avant du connecteur
262 Sertissage du connecteur
263 Collerette d'accrochage du connecteur client
264 Cylindre de contact
XX Axe principal de la bougie 200 selon l'état de la technique
AV Côté chambre de combustion moteur
AR Côté connecteur constructeur
FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26)

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1°) Bougie de pré-chauffage pour moteur thermique comprenant :
- une cartouche chauffante reliée par une électrode centrale à un connecteur à travers le corps de la bougie munie d'un filetage de vissage et d'une prise d'outil pour serrer la bougie dans le moteur, bougie de préchauffage caractérisée en ce qu'elle comprend :
- une douille métallique conductrice (130) fixée autour de l'arrière de la cartouche chauffante (110), pour s'appuyer sur le moteur,
- un raccord métallique (150), muni extérieurement d'un filetage (151) et d'une prise d'outil (152) pour être vissé dans le moteur
- un corps tubulaire (140) en matière plastique surmoulé par injection sur l'électrode centrale (120) et relié à la douille (130) et la cartouche (1 10)
* formant à l'arrière une réduction cylindrique (142) sur la- quelle est emmanché le raccord (150) appliqué à l'avant en poussée contre l'épaulement (143) formé par la réduction cylindrique (142) et dépassant (144) de l'arrière du raccord 150,
- un connecteur (160) emmanché sur l'électrode centrale et soli- daire de celle-ci pour s'appuyer à l'avant contre le bord de la réduction (142, 144) dépassant du raccord (150).
2°) Bougie selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
la douille métallique conductrice (130) dépasse de l'arrière de la cartouche chauffante (110) et forme une chambre (132) entourant l'extrémité avant (121) de l'électrode centrale (120), le corps tubulaire (140) arrivant par son extrémité avant (141) dans cette chambre (132). 3°) Bougie selon la revendication 1,
caractérisée en ce que
le corps tubulaire (140) est surmoulé par injection sur l'électrode centrale (120) 4°) Bougie selon la revendication 1,
FEU ILLE DE REM PLACEMENT (RÈG LE 26) caractérisée en ce que
l'épaulement (143) de la réduction du corps tubulaire (140) et l'avant (153) du raccord (150) sont séparés par au moins une coupelle de glis¬ sement (170) désolidarisant le mouvement de vissage du raccord de la bougie et le corps tubulaire (140).
5°) Bougie selon la revendication 4,
caractérisée en ce que
l'épaulement (143) de la réduction (142) et le bord avant (153) du raccord (150) ont une forme conique homologue ainsi que la coupelle de glissement (170), interposée.
6°) Bougie selon la revendication 3,
caractérisée en ce que
l'électrode centrale (120) a une surface rendue rugueuse pour l'accrochage de la matière injectée du corps tubulaire (140).
7°) Procédé de réalisation d'une bougie de préchauffage selon les revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'
on réalise une cartouche chauffante (110) de bougie de préchauffage (100) munie d'électrode centrale (120),
on installe sur la cartouche chauffante (1 10) une douille tubulaire (130) fixée dans la région arrière de la cartouche chauffante (1 10) et laissant un volume annulaire (132) au-delà de l'arrière de la cartouche chauffante (1 10) autour de l'électrode centrale (120), on installe l'ensemble formé par la cartouche chauffante (1 10) munie de sa douille ( 130) dans un moule d'injection ayant la forme du contour à donner à la bougie de préchauffage, le moule étant fermé sur la douille ( 130) et sur l'arrière de l'électrode centrale (120),
on injecte une matière plastique dans le moule pour former le corps tubulaire (140) remplissant le volume annulaire entre la douille (130) et l'électrode centrale (120), autour de l'électrode
FEUI LLE DE REM PLACEM ENT (RÈGLE 26) centrale et formant la réduction cylindrique (142) avant l'extrémité arrière 123 de l'électrode centrale 120,
après démoulage de l'ébauche de bougie de préchauffage on met en place le raccord (150) sur la réduction du corps tubulaire en l'appuyant contre l'épaulement, et en laissant dépasser la réduction cylindrique (142) sur sa longueur (144) de l'arrière (154) du raccord (150),
on emmanche le connecteur (160) sur l'extrémité (123) de l'électrode centrale en appliquant le connecteur (160) contre le côté libre du manchon (142) et on fixe le connecteur (160) à l'électrode centrale (120) pour bloquer l'assemblage ainsi réalisé.
8°) Procédé selon la revendication 7,
caractérisé en ce qu'
on interpose une ou des coupelles de glissement (170) entre l'épaulement (143) du corps tubulaire (140) et l'avant (153) du raccord (150).
9°) Procédé selon la revendication 7 ,
caractérisé en ce qu'
on soude (180) l'électrode centrale (120) au connecteur (160).
10°) Procédé selon la revendication ,
caractérisé en ce qu'
on réalise une gamme de bougies de préchauffage (100) avec la même cartouche chauffante (110), la même douille (130), le même raccord arrière (150) et le même connecteur ( 160) mais on modifie la longueur de l'électrode centrale (120) et celle du corps tubulaire ( 140) en fonction des données géométriques du moteur recevant la bougie de préchauffage (100).
FEUI LLE DE REM PLACEM ENT (RÈGLE 26)
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