ES2231313T3 - Bujia de encendido para un motor de combustion interna. - Google Patents

Bujia de encendido para un motor de combustion interna.

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Abstract

Una bujía de encendido para un motor de combustión interna que comprende un electrodo central y un electrodo de tierra que sirven como sección de descarga de encendido, así como un circuito integrado de metal noble, que está insertado en un extremo de al menos uno de dichos electrodos a lo largo de parte de su longitud y que es soldado posteriormente a la misma por irradiación con luz condensadora de energía, caracterizada porque dicho circuito integrado de metal noble está provisto con un perfil para retener dicho circuito integrado de metal noble en dicho al menos un electrodo sobre al menos parte de la periferia exterior de dicha parte de su longitud, en donde se extiende una lámina de fusión entre dicho perfil y una región interna del extremo de dicho al menos un electrodo inmoviliza dicho circuito integrado de metal noble sobre dicho al menos un electrodo.

Description

Bujía de encendido para un motor de combustión interna.
La invención se refiere a una bujía de encendido para un motor de combustión interna, que comprende un electrodo central y un electrodo de tierra que sirven como una sección de descarga de encendido, así como un circuito integrado de metal noble, que está insertado en un extremo de al menos uno de dichos electrodos a lo largo de parte de su longitud, y que es seguidamente soldado al mismo por irradiación con luz condensadora de energía. La invención también se refiere a un método para fabricar la bujía de encendido.
Una de tales bujías de encendido es conocida a partir de la publicación alemana de patente nº 2.224.270 (Robert Bosch). En esta bujía de encendido de la técnica anterior, un circuito integrado de metal noble está equipado con una parte de fondo agrandada para ser colocado dentro de un ánima rectangular formada previamente de un extremo del electrodo central. Irradiando dicha ánima con luz condesadora de energía mientras la parte agrandada de fondo del circuito integrado de metal noble está presente en la misma, se fundirán las paredes laterales del ánima e inmovilizaran de forma efectiva (en alemán: "formschlüssen") el circuito integrado de metal noble sobre el electrodo central. Antes de irradiar y por ello fundir las paredes laterales del ánima, el circuito integrado de metal noble es recubierto con una lámina especial con objeto de evitar la fusión entre el circuito integrado de metal noble y el electrodo central de la bujía de encendido. El metal noble tal como una aleación basada en platino, sirve para importar la resistencia a la erosión por descarga al extremo frontal del electrodo central.
Una desventaja de la bujía de encendido conocida a partir del documento alemán de patente anteriormente mencionado es que en la práctica, la conexión entre el circuito integrado de metal noble y el electrodo central no parece ser muy fiable, con todas sus desventajas, como las tensiones térmicas en el área fundida entre las paredes laterales del ánima del electrodo central y el circuito integrado de metal noble, que reducirán la resistencia de la conexión entre el electrodo central y el circuito integrado de metal noble. Además, las inclusiones formadas durante la soldadura de las paredes laterales del ánima también reducirán la resistencia de la conexión.
El objeto de la invención es superar la desventaja anterior de la técnica anterior y en particular, proporcionar una bujía de encendido que tenga una conexión fiable entre el electrodo central y/o el electrodo de tierra por un lado, y el circuito integrado de metal noble por el otro, con objeto de mejorar la duración de la bujía de encendido.
Con objeto de llevar a cabo este objetivo, una bujía de encendido del tipo mencionado en el preámbulo está caracterizada, de acuerdo con la invención, porque dicho circuito integrado de metal noble está provisto en al menos parte de una periferia exterior de dicha parte de su longitud con un perfil para retener dicho circuito integrado de metal noble en dicho al menos un electrodo, en el cual una capa de fusión que se extiende entre dicho perfil y una región interna del extremo de dicho al menos un electrodo inmoviliza dicho circuito integrado de metal noble sobre dicho al menos un electrodo. En otras palabras, la superficie exterior perfilada de la parte del circuito integrado de metal noble que está insertada en el extremo del electrodo central y/o el electrodo de tierra y que coopera con la lámina de fusión que se forma por la irradiación de la superficie de conexión entre el circuito integrado de metal noble y el electrodo central y/o el electrodo de tierra con luz condensadora de energía, garantiza una conexión lo suficientemente fuerte en el área soldada entre el circuito integrado de metal noble y el electrodo central y/o el electrodo de tierra. El perfil también implica una bujía de encendido menos costosa, puesto que se utiliza menos metal noble. El perfil podría tener en principio cualquier forma, esto es, podría comprender agujeros, ranuras, hendiduras, etc.
En una realización preferida de una bujía de encendido de acuerdo con la invención, dicho circuito integrado de metal noble se presiona a la fuerza en el extremo de dicho al menos un electrodo. Esto tiene la ventaja de que se obtiene una bujía de encendido menos costosa: en el caso de una bujía de encendido según se describe en la publicación de patente alemana anteriormente mencionada, debe formarse un ánima, lo cual aumenta, en si mismo, el precio y además debe usarse una mayor cantidad de material de metal noble, ya que la cantidad total de material de metal noble está determinada por la cantidad requerida por la sección de descarga de encendido y la cantidad introducida en el ánima del electrodo central.
En otra realización preferida de una bujía de encendido de acuerdo con la invención, dicho circuito integrado de metal noble está insertado en una cavidad preformada en el extremo de dicho al menos un electrodo. A pesar, de que como ya ha sido admitido, tal bujía de encendido podría ser más costosa, el uso de una cavidad preformada tiene esta ventaja de que el circuito integrado de metal noble se puede insertar en el extremo de dicho al menos un electrodo de una manera más controlable y fiable, sin la formación de porciones que sobresalen alrededor de la periferia exterior del circuito integrado de metal noble lo que podría ocurrir cuando se presiona a la fuerza éste último en dicho extremo.
En otra realización preferida de una bujía de encendido de acuerdo con la invención, dicha lámina de fusión comprende parte de dicho circuito integrado de metal noble y parte de al menos dicho un electrodo, que son fundidos y mezclados uno con otro. El circuito integrado de metal noble y dicho al menos un electrodo son mezclados activamente en esta lámina de fusión irradiando la superficie de conexión entre el circuito integrado de metal noble y dicho al menos un electrodo con luz condensadora de energía. La irradiación se lleva a cabo preferiblemente por soldadura láser a lo largo de toda la prefería exterior del circuito integrado de metal noble, que se hace rotando el electrodo central y/o el electrodo de tierra alrededor de su eje. En la alternativa, dicha lámina de fusión comprende (preferiblemente consiste en) material fundido de dicho al menos un electrodo sin que se haya mezclado con el material de dicho circuito integrado de metal noble. En otra realización preferida dicha lámina de fusión comprende (preferiblemente consiste en) otro material fundido diferente.
En otra realización preferida de una bujía de encendido de acuerdo con la invención, dicho perfil comprende al menos una hendidura. La al menos una hendidura tiene particularmente una sección transversal al menos sustancialmente en forma de V. En otra realización preferida, dicho perfil comprende al menos un agujero.
En otra realización preferida de una bujía de encendido de acuerdo con la invención, dicho circuito integrado de metal noble está hecho de un material de metal noble seleccionado del grupo que consiste en Ir, Ir-Pt, Ir-Pt-Ni, Ir-Rh, Ir-W, Ir-Al, Ir-Si, Ir-Y, Ir-Y_{2}O_{3}, Pt-W, Pt-Ir-Rh y en el cual dicho al menos un electrodo está hecho de una aleación del grupo Ni resistente al calor.
Como ya se indicó anteriormente, la presente invención también se refiere a un método para fabricar una bujía de encendido de acuerdo con la invención, que comprende las etapas de:
- formar un perfil en al menos parte de una periferia exterior de un circuito integrado de metal noble, a lo largo de parte de la longitud del mismo;
- introducir dicho circuito integrado de metal noble, a lo largo de dicha parte de su longitud, en un extremo de al menos uno de un electrodo central y un electrodo de tierra que sirven como sección de descarga de encendido;
- soldar dicho circuito integrado de metal noble sobre dicho al menos un electrodo mediante irradiación con luz condensadora de energía, de modo que se forma una lámina de fusión que se extiende entre dicho perfil y una región interna del extremo de dicho al menos un electrodo, por lo que dicho circuito integrado de metal noble está inmovilizado sobre dicho al menos un electrodo.
En una realización preferida de un método de acuerdo con la invención, dicho método comprende adicionalmente las etapas de:
- fundir el extremo de dicho al menos un electrodo antes de presionar a la fuerza dicho circuito integrado de metal noble dentro de éste, a lo largo de dicha parte de su longitud, o
- formar previamente una cavidad en el extremo de dicho al menos un electrodo antes de insertar dicho circuito integrado de metal noble dentro de éste a lo largo de dicha parte de su longitud.
La invención será explicada a continuación con más detalle con referencia a las figuras ilustradas en un dibujo, donde:
la figura 1 es una vista esquemática que muestra una bujía de encendido para un motor de combustión interna de acuerdo con la invención; y
las figuras 2a a 2c se refieren a un corte longitudinal de varias realizaciones preferidas de un circuito integrado de metal noble según se usa en una bujía de encendido de la figura 1.
Haciendo referencia a la figura 1, una bujía 1 de encendido incluye una cubierta exterior 2, un núcleo aislante 3, un electrodo central 4 de encendido que se extiende desde un saliente 5 del núcleo aislante y un electrodo 6 de tierra que se extiende desde la cubierta exterior 2. El electrodo central 4 de encendido y el electrodo 6 de tierra definen el descargador 7. Como será descrito con más detalle a continuación, los electrodos central 4 de encendido y/o electrodo 6 de tierra tienen un circuito integrado de metal precioso insertado en del extremo libre de los mismos. Esto proporciona una descarga de mayor calidad durante toda la vida de la bujía 1 de encendido, porque el metal precioso es altamente resistente a la erosión y corrosión de descarga.
Las figuras 2a y 2b muestran una sección longitudinal esquemática del extremo libre del electrodo central 4 de encendido de la bujía de encendido de la figura 1. En ese extremo libre, se ha formado una cavidad 8, en la cual se ha insertado subsiguientemente un circuito integrado 9 de metal precioso. Antes de entrar en la cavidad 8, la periferia exterior del circuito integrado 9 de metal precioso está provisto sobre una parte de su longitud de ranuras 10 (figura 2a) y/o agujeros 11 (figura 2b). Una lámina 12 de fusión, que está indicada con líneas negras, incluye parte de dicho circuito integrado 9 de metal precioso y parte del electrodo central 4 de encendido que se funden y mezclan entre sí. El circuito integrado 9 de metal precioso y el electrodo central 4 de encendido se mezclan eficazmente en la lámina 12 de fusión irradiando la superficie de conexión entre el circuito integrado 9 de metal precioso y el electrodo central 4 de encendido con luz condensadora de energía. Dicha irradiación se lleva a cabo preferiblemente por soldadura láser a lo largo de toda la periferia exterior del circuito integrado 9 de metal precioso, que se realiza rotando el electrodo central 4 de encendido alrededor de su eje longitudinal.
La figura 2c se corresponde con la figura 2a, a diferencia de que el circuito integrado 9 de metal precioso ha sido presionado a la fuerza en el extremo libre del electrodo central 4 de encendido, ya que éste último no está provisto de una cavidad 8 sino que en vez de ello se funde previamente para facilitar la inserción en el mismo del circuito integrado 9 de metal precioso.
Debe hacerse notar que la presente invención no está restringida a las realizaciones según se describieron anteriormente, sino que también son posibles otras realizaciones, que caen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

1. Una bujía de encendido para un motor de combustión interna que comprende un electrodo central y un electrodo de tierra que sirven como sección de descarga de encendido, así como un circuito integrado de metal noble, que está insertado en un extremo de al menos uno de dichos electrodos a lo largo de parte de su longitud y que es soldado posteriormente a la misma por irradiación con luz condensadora de energía, caracterizada porque dicho circuito integrado de metal noble está provisto con un perfil para retener dicho circuito integrado de metal noble en dicho al menos un electrodo sobre al menos parte de la periferia exterior de dicha parte de su longitud, en donde se extiende una lámina de fusión entre dicho perfil y una región interna del extremo de dicho al menos un electrodo inmoviliza dicho circuito integrado de metal noble sobre dicho al menos un electrodo.
2. Una bujía de encendido de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicho circuito integrado de metal noble se presiona a la fuerza en el extremo de dicho al menos un electrodo.
3. Una bujía de encendido de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual dicho circuito integrado de metal noble está insertado en una cavidad preformada en el extremo de dicho al menos un electrodo.
4. Una bujía de encendido de acuerdo con las reivindicaciones 1, 2 ó 3, en la cual dicha lámina de fusión comprende parte de dicho circuito integrado de metal noble y parte de dicho al menos un electrodo, que se funden y mezclan entre sí.
5. Una bujía de encendido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 4, en la cual dicho perfil comprende al menos una hendidura.
6. Una bujía de encendido de acuerdo con la reivindicación 5, en la cual dicha al menos una hendidura tiene una sección trasversal al menos sustancialmente en forma de V.
7. Una bujía de encendido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 6, en la cual dicho perfil comprende al menos un agujero.
8. Una bujía de encendido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes 1 a 7, en la cual dicho circuito integrado de metal noble está hecho de un material metálico noble seleccionado del grupo que consiste en Ir, Ir-Pt, Ir-Pt-Ni, Ir-Rh, Ir-W, Ir-Al, Ir-Si, Ir-Y, Ir- Y_{2}O_{3}, Pt-W, Pt-Ir-Rh y en la cual dicho al menos un electrodo está hecho de una aleación del grupo Ni resistente al calor.
9. Método para fabricar una bujía de encendido de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende las etapas de:
- formar un perfil en al menos parte de una periferia exterior de un circuito integrado de metal noble a lo largo de parte de la longitud del mismo;
- insertar dicho circuito integrado de metal noble a lo largo de dicha parte de su longitud en un extremo de al menos uno cualquiera de un electrodo central y un electrodo de tierra que sirve como sección de descarga de encendido;
- soldar dicho circuito integrado de metal noble sobre dicho al menos un electrodo por irradiación con luz condensadora de energía, de manera que se forme una lámina de fusión que se extiende entre dicho perfil y una región interior del extremo de dicho al menos un electrodo, por lo que dicho circuito integrado de metal noble está inmovilizado sobre dicho al menos un electrodo.
10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, que comprende adicionalmente las etapas de:
- fundir el extremo de dicho al menos un electrodo antes de presionar a la fuerza dicho circuito integrado de metal noble dentro de éste a lo largo de dicha parte de su longitud, o
- formar previamente una cavidad dentro del extremo de dicho al menos un electrodo antes de insertar dicho circuito integrado de metal noble dentro de éste a lo largo de dicha parte de su longitud.
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