ES2235130T3 - Bujia de encendido. - Google Patents
Bujia de encendido.Info
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Abstract
Bujía de encendido con un cuerpo aislador (1) y un electrodo central (2), que está alojado al menos parcialmente en una perforación en el cuerpo aislador (1), siendo obturado el electrodo central (2) respecto al cuerpo aislador (1) por al menos un anillo de obturación (10) que rodea al electrodo central (2), que presenta un material deformable plásticamente por compresión, caracterizada porque el anillo de obturación (10) se ajusta por fuera al cuerpo aislador (1) en su extremo que en la posición de montaje de la bujía de encendido apunta a una cámara de combustión de un motor de combustión interna.
Description
Bujía de encendido.
La presente invención se refiere a una bujía de
encendido con un cuerpo aislador y un electrodo central que está
alojado al menos parcialmente en una perforación en el cuerpo
aislador, estando el electrodo central obturado respecto al cuerpo
aislador por al menos un anillo de obturación que lo rodea y que
presenta un material deformable plásticamente por compresión.
En el estado de la técnica las bujías de
encendido presentan diferentes configuraciones de electrodo central
y de base. El electrodo central es conducido así por regla general
en una perforación en un aislador y sobresale por éste por lado de
la cámara de combustión. La obturación entre el electrodo central y
el cuerpo aislador, decisiva asimismo entre otras cosas para la
duración y resistencia a la presión de la bujía de encendido, es
realizada por regla general por la introducción de masas de
obturación semejantes al vidrio o de otro tipo entre el electrodo
central y el cuerpo aislador. Para ello es importante que la masa
de obturación produzca una unión estanca al gas.
Esta medida de obturación conocida en el estado
de la técnica tiene el inconveniente de que es relativamente
complicado introducir la masa de obturación entre el electrodo
central y el cuerpo aislador de manera que esté asegurada también
la obturación estanca al gas deseada.
Por el documento US 4,563,158 es conocida una
obturación de vidrio en forma de un anillo de polvo de vidrio
presinterizado. El anillo es colocado por deslizamiento sobre el
electrodo central. A continuación, el polvo de vidrio es fundido
bajo la influencia del calor y así al mismo tiempo es presionado a
su posición definitiva.
Por el documento FR 919.323, que es considerado
como el estado de la técnica más actual, es conocida una bujía de
encendido en la que en el interior del aislador un anillo metálico
que rodea al electrodo central es deformado de tal modo que a
continuación retiene al electrodo central en el aislador.
Si son empleadas estas bujías de encendido
conocidas hoy en día en motores de combustión interna, como por
ejemplo motores de gran potencia, con presiones internas muy altas
en la cámara de combustión, se tiene a menudo el problema de que
las bujías de encendido no presenta de forma duradera la resistencia
a la presión requerida. Por ello puede producirse, o bien que el
gas se escape o que durante el funcionamiento del motor de
combustión interna el electrodo central sea presionado fuera del
cuerpo aislador o destrozado con alta presión, lo que nuevamente
puede representar un peligro para el hombre y la máquina.
El objeto de la presente invención es, por tanto,
proporcionar una bujía de encendido en la que se tenga la
resistencia a la presión deseada.
Esto se consigue según la invención si el anillo
de obturación se ajusta por fuera al cuerpo aislador en su extremo
que en la posición de montaje de la bujía de encendido apunta a una
cámara de combustión de un motor de combustión interna.
La obturación según la invención tiene en primer
lugar la ventaja de que la fabricación de la bujía de encendido
según la invención se simplifica notoriamente respecto al estado de
la técnica. Además, por el anillo de obturación preferentemente
deformable plásticamente a temperatura ambiente (aproximadamente
20ºC) se consigue, no obstante, también una obturación entre el
electrodo central y el cuerpo aislador muy duradera y resistente a
la alta presión. Preferentemente puede prescindirse así del empleo
de otros medios de obturación para la obturación del electrodo
central respecto al cuerpo aislador, produciendo el anillo o los
anillos de obturación por sí solo(s) una obturación
suficiente y resistente a la alta presión. Especialmente resistentes
a la presión son las bujías de encendido según la invención ya que
el anillo de obturación por las altas presiones en la cámara de
combustión es comprimido adicionalmente contra el cuerpo aislador y
se apoya en éste.
Los anillos de obturación que son empleados aquí
pueden ser fabricados esencialmente de materiales de diferentes
tipos. Preferiblemente el anillo de obturación presenta por lo
menos un metal o una aleación de metales. Una obturación
especialmente duradera y resistente a la alta presión se consigue si
el anillo de obturación presenta hierro dulce y/o cobre y/o níquel
y/o acero fino y/o materiales de aluminio y/o aleaciones de estos
materiales.
Una obturación especialmente resistente a la alta
presión se consigue si el anillo de obturación se ajusta al cuerpo
aislador en una cavidad de éste que lo recubre parcialmente.
En el estado de la técnica es ya conocido en el
extremo del electrodo central que en la posición de montaje apunta
a una cámara de combustión de un motor de combustión interna
encajar y o presionar y/o soldar y/o de otra forma fijar un llamado
soporte de electrodo central. En tales bujías de encendido es
favorable la mayoría de las veces que entre el soporte de electrodo
central y el cuerpo aislador esté dispuesto un anillo de
obturación, preferentemente aprisionado. Alternativamente al
soporte de electrodo central caro y que debe ser tratado con
cuidado puede estar previsto también que un anillo de fijación sea
encajado y/o presionado y/o soldado y/o similar sobre el extremo
del electrodo central que apunta a una cámara de combustión de un
motor de combustión interna, estando dispuesto por otra parte un
anillo de obturación entre el anillo de fijación y el cuerpo
aislador, preferentemente aprisionado. Si no tiene que estar
previsto ningún soporte de electrodo y ningún anillo de fijación,
entonces el electrodo central en su extremo que en la posición de
montaje de la bujía de encendido apunta a la cámara de combustión
de un motor de combustión interna puede presentar por fuera del
cuerpo aislador alternativamente también una zona de diámetro
ampliado, pudiendo entonces estar dispuesto, y preferiblemente
aprisionado, un anillo de obturación entre la zona con diámetro
ampliado y el cuerpo aisla-
dor.
dor.
Complementariamente a ello puede estar previsto
también que al menos otro anillo de obturación esté situado por
dentro del cuerpo aislador. Una variante favorable prevé así por
otra parte que otro anillo de obturación esté dispuesto,
preferentemente aprisionado, dentro del cuerpo aislador entre un
hombro del cuerpo aislador que recubre al electrodo central y una
zona de diámetro ampliado del electrodo central.
Como ya se mencionó es una ventaja esencial de
las diferentes variantes de la bujía de encendido según la
invención que pueda ser fabricada de forma especialmente rápida y
simple. Un procedimiento previsto para ello puede presentar las
siguientes etapas:
- a)
- introducción del electrodo central en la perforación en el cuerpo aislador prevista para ello, estando dispuesto al menos un anillo de obturación, preferentemente todos los anillos de obturación, en el lugar previsto para ello,
- b)
- compresión del electrodo central con el cuerpo aislador, obturando el(los) anillo(s) de obturación al electrodo central contra el cuerpo aislador y siendo deformado(s) plásticamente.
En bujías de encendido que presentan un soporte
de electrodo central y/o al menos un anillo de fijación es
favorable por otra parte que durante o después de la etapa de
procedimiento b) un soporte de electrodo central y/o al menos un
anillo de fijación sea encajado y/o presionado y/o soldado sobre el
extremo del electrodo central que en la posición de montaje de la
bujía de encendido apunta a la cámara de combustión de un motor de
combustión interna, obturando el anillo de obturación entre el
soporte de electrodo central y/o el anillo de fijación por un lado
y el cuerpo aislador por otro lado, y siendo deformado
plásticamente.
Otras particularidades y características de la
presente invención resultan de la siguiente descripción de figuras.
Muestran en ellas:
Fig. 1, una primera variante de una bujía de
encendido según la invención con un soporte de electrodo central,
y
Fig. 2, una segunda variante de realización según
la invención sin soporte de electrodo central.
La bujía de encendido representada en un corte
longitudinal en la Fig. 1 presenta, como es conocido en el estado
de la técnica, un cuerpo aislador 1 con una perforación, en la que
es insertado un electrodo central 2. El cuerpo aislador 1 es
recubierto por la carcasa 3 de bujía de encendido y está obturado
respecto a ésta por medio de las juntas 11 con estanqueidad al gas y
resistente a la presión. La carcasa 3 de la bujía de encendido
presenta una rosca 4 para el atornillado de la bujía de encendido a
la cabeza de cilindro. Además, en el extremo trasero del electrodo
central 2 está prevista una conexión de enchufe 12 de la bujía de
encendido. En el extremo de la bujía de encendido del lado de la
cámara de combustión está colocado un soporte 5 de electrodo de masa
que conduce la electricidad sobre la carcasa 3 de la bujía de
encendido y un soporte 7 de electrodo central que conduce la
electricidad está unido al electrodo central 2. La unión entre el
electrodo central 2 y el soporte 7 de electrodo central se realiza
como es conocido en el estado de la técnica favorablemente por la
colocación del soporte 7 de electrodo central sobre el electrodo
central 2 y la posterior compresión y soldadura de los dos
componentes. Las chispas de encendido se producen durante el
funcionamiento de la bujía de encendido entre los electrodos 8 del
soporte 7 de electrodo central y los electrodos de masa 6 que están
colocados conduciendo la electricidad sobre el soporte 5 de
electrodo de masa.
Está previsto aquí que el electrodo central 2
esté obturado respecto al cuerpo aislador 1 preferentemente de
forma exclusiva mediante los anillos de obturación 10. Uno de tales
anillos de obturación 10 se encuentra en la cavidad 9 del cuerpo
aislador 1 y está aprisionado entre el soporte 7 de electrodo
central y el cuerpo aislador 1. Un segundo anillo de obturación
está aprisionado entre un hombro 15 dentro del cuerpo aislador 1 y
una zona 14 del electrodo central 2 con diámetro ampliado. Durante
el aprisionamiento de los anillos de obturación éstos son
deformados plásticamente con lo que resulta una obturación
especialmente buena. Por la disposición mostrada en este ejemplo de
realización de los anillos de obturación 10 según la invención
puede suprimirse preferentemente por completo el empleo conocido en
el estado de la técnica de diferentes masas de obturación, por
ejemplo de tipo vidrio, para la obturación entre el electrodo
central y el cuerpo aislador 1.
En el caso de la disposición de los anillos de
obturación 10 entre el electrodo central 2 y el cuerpo aislador 1
hay diferentes alternativas según la invención a la forma de
realización representada en la Fig. 1. Así, la Fig. 2 muestra una
bujía de encendido en la que no se emplea ningún soporte 7 de
electrodo central separado. En este ejemplo sobre el electrodo
central 2 es encajado y/o presionado y/o soldado un anillo de
fijación 13. Entre este anillo de fijación 13 y el cuerpo aislador
1 puede estar dispuesto o aprisionado nuevamente el anillo de
obturación 10 en la cavidad 9.
Un procedimiento especialmente favorable para la
fabricación de una bujía de encendido según la Fig.1 o la Fig. 2
prevé que en primer lugar el electrodo central 2 con inclusión de
una junta 10' sea introducido en el cuerpo aislador 1. Finalmente,
sobre el electrodo central 2 por su lado que da a la cámara de
combustión es encajado por deslizamiento el anillo de obturación 10
según la invención, de manera que éste se sitúa en la cavidad 9 del
cuerpo aislador 1. Como etapa siguiente, el soporte 7 de electrodo
central con los electrodos 8 ya soldados antes (preferentemente
electrodos de metal fino) o el anillo de fijación 13 es presionado
por un dispositivo de compresión ya no representado aquí en la
dirección del anillo de obturación 10. Durante este proceso de
apriete el electrodo central 2 es apoyado por la cara más alejada de
la cámara de combustión. Por este proceso de apriete se produce una
deformación plástica de los dos anillos de obturación 10 y 10'. En
este estado pretensado el soporte 7 de electrodo central y/o el
anillo de fijación 13 es soldado con el electrodo central 2, por
ejemplo, por medio de procedimientos de soldadura por láser (láser
continuo o pulsado), con electrodo de tungsteno bajo gas inerte, por
plasma, por resistencia o por haz de electrones. De esta forma, por
una parte es generada una obturación y en segundo lugar el soporte
7 de electrodo central es fijado y apoyado, de manera que esta
disposición es resistente a la alta presión y no puede producirse
que sea presionado hacia fuera el electrodo central 2 por la
presión en la cámara de combustión. Especialmente favorable es el
empleo del procedimiento de soldadura por láser, ya que aquí los
componentes son soldados en estado comprimido pretensado, y la
aplicación de calor está limitada a una zona local muy pequeña.
Para el acabado de la bujía de encendido es montado el conjunto de
cuerpo aislador 1, electrodo central 2 y soporte 7 de electrodo
central así fabricado con inclusión de las juntas 11 en la carcasa 3
de la bujía de encendido. La carcasa 3 de la bujía de encendido
puede así estar formada por dos piezas que tras la introducción del
cuerpo aislador en la zona 16 son comprimidas y soldadas entre sí.
A continuación es soldado además de forma conocida en sí el soporte
5 del electrodo de masa a la carcasa 3, siendo soldados previamente
de nuevo los electrodos de masa 6 (preferentemente de igual modo de
metal fino) al soporte 5 de electrodo de masa. El empleo de un
anillo de fijación 13 en lugar de o complementariamente a un
soporte 7 de electrodo central tiene la ventaja de que el anillo de
fijación 13 durante la compresión es dañado con menos facilidad.
Así, a diferencia de las figuras 1 y 2 puede estar previsto también
que el electrodo central 2 en primer lugar sea comprimido con un
anillo de fijación 13 y a continuación el soporte 7 de electrodo
central relativamente sensible sea fijado adicionalmente al extremo
del electrodo central 2 que apunta a la cámara de combustión.
Como está demostrado en virtud de los ejemplos de
realización mostrados en las figuras 1 y 2, existen numerosas
variantes diferentes para obturar el electrodo central 2 respecto
al cuerpo aislador 1 con el empleo según la invención del anillo de
obturación 10, de manera que la invención no está limitada a los
ejemplos de realización mostrados.
Claims (13)
1. Bujía de encendido con un cuerpo aislador (1)
y un electrodo central (2), que está alojado al menos parcialmente
en una perforación en el cuerpo aislador (1), siendo obturado el
electrodo central (2) respecto al cuerpo aislador (1) por al menos
un anillo de obturación (10) que rodea al electrodo central (2), que
presenta un material deformable plásticamente por compresión,
caracterizada porque el anillo de obturación (10) se ajusta
por fuera al cuerpo aislador (1) en su extremo que en la posición
de montaje de la bujía de encendido apunta a una cámara de
combustión de un motor de combustión interna.
2. Bujía de encendido según la reivindicación 1,
caracterizada porque el anillo de obturación (10) presenta
al menos un metal o una aleación de metales.
3. Bujía de encendido según la reivindicación 1,
caracterizada porque el anillo de obturación (10) presenta
al menos un metal del grupo formado por hierro dulce y cobre y
níquel y acero fino, o materiales de aluminio o aleaciones de estos
materiales.
4. Bujía de encendido según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el anillo de
obturación (10) se ajusta al cuerpo aislador (1) en una cavidad de
éste que lo recubre parcialmente.
5. Bujía de encendido según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que por el extremo del electrodo
central (2) que en la posición de montaje apunta a una cámara de
combustión de un motor de combustión interna es encajado o
comprimido o soldado o similar un soporte 7 de electrodo central,
caracterizada porque el anillo de obturación (10) está
dispuesto o aprisionado entre el soporte (7) de electrodo central y
el cuerpo aislador (1).
6. Bujía de encendido según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en la que en el extremo del electrodo
central (2) que en la posición de montaje apunta a una cámara de
combustión de un motor de combustión interna es encajado o
comprimido o soldado o similar un anillo de fijación (13),
caracterizada porque el anillo de obturación (10) está
dispuesto o aprisionado entre el anillo de fijación (13) y el
cuerpo aislador (1).
7. Bujía de encendido según la reivindicación 5 ó
6, caracterizada porque el soporte (7) de electrodo central
o el anillo de fijación (13) es soldado al electrodo central (2)
con un procedimiento de soldadura por láser continuo o pulsado o un
procedimiento de soldadura con electrodo de tungsteno bajo gas
inerte o un procedimiento de soldadura por plasma o un procedimiento
de soldadura por haz de electrones o un procedimiento de soldadura
por resistencia.
8. Bujía de encendido según una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el electrodo
central (2) en su extremo que en la posición de montaje de la bujía
de encendido apunta a la cámara de combustión de un motor de
combustión interna por fuera del cuerpo aislador (1) presenta una
zona (14) de diámetro ampliado y el anillo de obturación (10) está
dispuesto o aprisionado entre la zona (14) con diámetro ampliado y
el cuerpo aislador (1).
9. Bujía de encendido según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque otro anillo de
obturación (10) está dispuesto o aprisionado dentro del cuerpo
aislador (1) entre un hombro (15) del cuerpo aislador (1) que rodea
al electrodo central (2) y una zona (14) de diámetro ampliado del
electrodo central (2).
10. Bujía de encendido según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque el cuerpo
aislador (1) es un cuerpo aislador cerámico.
11. Bujía de encendido según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque el electrodo
central (2) está obturado respecto al cuerpo aislador
exclusivamente por al menos un anillo de obturación (10) que lo
rodea.
12. Procedimiento para la fabricación de una
bujía de encendido según una de las reivindicaciones 1 a 11,
caracterizado porque el procedimiento presenta las
siguientes etapas:
- a)
- introducción del electrodo central (2) en la perforación en el cuerpo aislador (1) prevista para ello, estando dispuesto al menos un anillo de obturación (10) o todos los anillos de obturación en el lugar previsto para ello,
- b)
- compresión del electrodo central con el cuerpo aislador, obturando el(los) anillo(s) de obturación al electrodo central (2) contra el cuerpo aislador y siendo deforma-do(s) plásticamente.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque durante o después de la etapa de
procedimiento b) es encajado o comprimido y/o soldado un soporte de
electrodo central o al menos un anillo de fijación sobre el extremo
del electrodo central que en la posición de montaje de la bujía de
encendido apunta a la cámara de combustión de un motor de
combustión interna, obturando el anillo de obturación entre el
soporte de electrodo central o el anillo de fijación por un lado y
el cuerpo aislador por otro lado, y siendo deformado
plásticamente.
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