ES2299983T3 - Nuevo procedimiento de montaje de un conjunto de bujia y bobina que utiliza una transmision del par de apriete en el cuerpo de la bobina. - Google Patents
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Abstract
Bujía de encendido (1) de motor de combustión interna de un vehículo automóvil, de forma general sensiblemente cilíndrica, del tipo que comprende, principalmente, una parte esencialmente capacitativa (C), la más próxima a la culata del citado motor y que comprende un casquillo (2) que rodea un electrodo central (3), sensiblemente cilíndrico y que hace la función de electrodo de alta tensión, y una parte esencialmente inductiva (I), la más alejada de la citada culata del citado motor, estando las citadas partes esencialmente capacitativa (C) y esencialmente inductiva (I) conectadas en serie para formar un resonador LC y que comprende un eje longitudinal común sensiblemente confundido con el eje longitudinal (Z) de la citada bujía de encendido (1), caracterizada porque: - la citada parte esencialmente inductiva (I) está rodeada por una envuelta (6) cuyas dimensiones y materiales son, especialmente, apropiados para la realización de un blindaje electromagnético de la citada parte esencialmente inductiva (I), - la citada parte esencialmente capacitativa (C) y la citada parte esencialmente inductiva (I) de la citada bujía de encendido (1) están unidas entre sí mecánica y eléctricamente por un dispositivo rígido único, que permite transmitir un par de apriete de la citada parte esencialmente inductiva (I) a la citada parte esencialmente capacitativa (C).
Description
Nuevo procedimiento de montaje de un conjunto de
bujía y bobina que utiliza una transmisión del par de apriete en el
cuerpo de la bobina.
Los imperativos de aumento de rendimiento y de
disminución de contaminación generan exigencias cada vez más
importantes en la arquitectura de los motores. Estas exigencias se
traducen, en particular para el sistema de encendido, en
dimensiones de bujías cada vez más reducidas, así como en una
reducción de las dimensiones radiales del pozo de acceso a la
citada bujía, esto, especialmente, con el fin de poder aumentar el
espacio disponible en la culata para permitir el paso de nuevos
conductos de refrigeración: la reducción del espacio asignado a la
bujía y a su pozo de acceso, ha conducido, entre otras cosas, a la
realización de bobinas de tipo "lápiz" colocadas directamente
en el citado pozo de acceso a la bujía.
Sin embargo, en razón, por una parte, de la
diferencia de duración de vida de servicio útil entre la bujía
propiamente dicha y su bobina, así como, por otra, de los objetivos
de normalización de los componentes (en efecto, cada tipo de motor
necesita una bujía específicamente adaptada, mientras que un tipo de
bobina de la citada bujía puede ser común a varios tipos de
motores), la bujía y su bobina están, generalmente, separadas, y la
única unión existente entre ellas es entonces de tipo eléctrico,
asegurándose el mantenimiento mecánico de cada uno de estos dos
elementos de manera independiente, incluso en el caso de las bobinas
de "lápiz" anteriormente mencionadas.
Por otra parte, de acuerdo con un modo de
montaje bien conocido en el estado de la técnica, el par de apriete
de la bujía se aplica, generalmente, sobre el casquillo de la citada
bujía, comprendiendo el citado casquillo, clásicamente, un
fileteado macho destinado a cooperar con un fileteado hembra
complementario realizado en la culata, así como un elemento
destinado al apriete controlado del citado conjunto fileteado. Un
modo de montaje de este tipo necesita entonces la utilización de
una herramienta específica que se deslice en el citado pozo de
acceso a la citada bujía, alrededor de la citada bobina y de la
citada bujía; una configuración de este tipo, impone entonces,
especialmente, que, alrededor de la citada bobina y dentro del pozo
de acceso a la citada bujía, exista un espacio libre inutilizado
fuera de las operaciones de montaje y de desmontaje de la bujía.
Ahora bien, la existencia de un espacio de este tipo va en contra de
las exigencias dimensiones anteriormente citadas.
En todo lo que sigue, se designará por
"inferior" la parte de una bujía de encendido destinada a estar
más próxima a la cámara de combustión de un motor de combustión
interna, y por "superior", la parte opuesta de la citada
bujía.
Se designará, igualmente, por "capa delgada
conductora" de un material que presenta una alta conductividad
eléctrica, una capa metálica de un material amagnético de un
espesor, al menos, igual o superior al espesor de piel en el ámbito
de frecuencia considerado, es decir, entre 1 Megahercio y 10
Megahercios, que garantice una función de blindaje
electromagnético. La alta conductividad eléctrica de los materiales
será análoga a la del cobre o de la plata, materiales de referencia
en este ámbito (el valor de la conductividad eléctrica del cobre es
de 5,9 x 10^{7} Siemens por metro y el de la plata es superior a
la del cobre).
Se conocen diferentes modos de montaje de una
bujía y de su bobina en los cuales el espacio reservado alrededor
del conjunto para el paso de una herramienta destinada al montaje
mecánico de la citada bujía en la culata del motor está reducido al
mínimo.
El documento EP1249907 presenta, así, por
ejemplo, un procedimiento de montaje de una bujía y de su bobina,
en el cual el pozo de acceso a la bujía está constituido por un
cierto número de agujeros lisos, sensiblemente cilíndricos,
concéntricos, y cuyos respectivos diámetros están adaptados de
manera que forman, al menos, un asiento sensiblemente perpendicular
al eje del citado pozo, apoyándose en el citado asiento una
superficie de apoyo de la citada bujía perpendicular al eje común
de la citada bujía y del citado pozo de acceso, realizándose el
posicionamiento de la citada bujía por intermedio de un elemento
saliente situado en la parte inferior de la citada bujía y
destinado a cooperar con un mecanizado complementario realizado en
las paredes del citado pozo de acceso. En el dispositivo presentado
por el documento EP1249907, en la parte superior de la bujía se
coloca entonces un capuchón constituido por una parte tubular
sensiblemente cilíndrica terminada en una brida sensiblemente plana
cuyo diámetro exterior es superior al diámetro del citado pozo de
acceso y cuya superficie es sensiblemente perpendicular al eje de
la citada parte tubular y del citado pozo de acceso. Las
dimensiones del citado capuchón están ajustadas de manera que,
cuando la citada brida sensiblemente plana está apoyada en la cara
superior del citado pozo de acceso a la bujía, el extremo de la
parte tubular del citado capuchón se apoya en una parte de la
citada bujía, asegurando, así, un mantenimiento en compresión de la
citada bujía dentro de su pozo de acceso: el apriete del conjunto se
realiza por atornillamiento de la citada bujía sensiblemente plana
a la citada cara superior de la citada cámara de combustión. En el
dispositivo presentado por el documento EP1249907, la bobina está,
además, integrada en el citado capuchón, realizándose el contacto
eléctrico entre la citada bobina y la citada bujía por medio de un
muelle helicoidal puesto en compresión durante el posicionamiento
del citado capuchón.
Un dispositivo de este tipo, si bien permite
librarse de la necesidad de disponer de un espacio específicamente
destinado al paso de una herramienta de apriete al pozo de acceso a
la bujía, impone, sin embargo, la realización de un número
importante de piezas de precisión.
\newpage
Además, éste se adapta solo imperfectamente a
las bujías de plasma de radiofrecuencia, especialmente en razón del
modo de unión empleado entre la bujía y su bobina.
Asimismo, la publicación EP0969575 propone una
bujía asociada a una bobina. La bujía de esta publicación es un
modelo de bujía clásico de chispa y no comprende ninguna parte
capacitativa, como en las bujías de plasma de radiofrecuencia.
En efecto, una bujía de plasma de
radiofrecuencia comprende, generalmente, una parte superior,
esencialmente inductiva, constituida principalmente por la bobina
de la citada bujía y una envuelta que forma el blindaje de la
citada parte esencialmente inductiva, y una parte inferior
esencialmente capacitativa compuesta principalmente por una
estructura coaxial, comportándose el conjunto como un resonador LC.
Ahora bien, es conocido que la continuidad y la calidad de la
conexión eléctrica entre los diferentes componentes de un resonador
de este tipo ejercen una función capital en la optimización de sus
características. Por otra parte, las dimensiones de los citados
elementos del citado resonador deben ser definidas, en función del
ámbito de funcionamiento en radiofrecuencia, de manera que se
optimicen las características del citado resonador: en particular,
la longitud de la citada parte esencialmente capacitativa debe ser
tan reducida como sea posible, con el fin de que el valor de la
capacidad se mantenga bajo; además, el diámetro de la citada parte
esencialmente inductiva debe ser lo más elevado posible, con el fin
de que el valor del coeficiente de sobretensión del resonador así
constituido sea óptimo. Estas exigencias implican entonces revisar
el modo de realización y de montaje de los elementos del conjunto
que constituye el resonador anteriormente citado.
El documento
DE-C-19 723 784 describe una bujía
de encendido, de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1.
La presente invención tiene por objeto proponer
un dispositivo de ensamblaje en el cual la unión entre la bobina y
los otros elementos que constituyen la bujía asegure a la vez la
continuidad eléctrica y un acoplamiento mecánico, permitiendo al
mismo tiempo la colocación del conjunto así constituido sin tener
que deslizar una herramienta alrededor de la citada bobina para
apoyarse en el casquillo de la citada bujía.
Preferentemente, la invención se aplica a una
bujía de encendido de plasma de radiofrecuencia.
La invención consigue, así, su objetivo gracias
a una bujía de encendido de acuerdo con la reivindicación 1.
De acuerdo con la invención, la citada parte
esencialmente capacitativa de la citada bujía de encendido
comprende, especialmente, un casquillo que rodea un electrodo
central sensiblemente cilíndrico y que ejerce la función de
electrodo de alta tensión, y la citada parte esencialmente inductiva
de la citada bujía está realizada en uno o varios materiales y
tiene una configuración que permite transmitir un par de apriete al
citado casquillo de la citada bujía.
Ventajosamente, el citado casquillo presenta, en
la cara exterior de su parte más próxima a la culata del citado
motor de combustión interna equipado con la citada bujía de
encendido, una forma apropiada para la colocación y el apriete de
la citada bujía de encendido en la citada culata; comprendiendo la
citada bujía de encendido, además, en su extremo opuesto a su
extremo más próximo a la citada culata, un elemento de conexión
solidario de un dispositivo de conexión, presentando el citado
elemento de conexión una forma adaptada, que, gracias a la citada
transmisión de un par de apriete de la citada parte esencialmente
inductiva al citado casquillo, permite la utilización de una
herramienta simple y poco voluminosa para la colocación y el apriete
de la citada bujía de encendido en la citada culata del citado motor
de combustión.
Ventajosamente, el citado par de apriete es
transmitido por el perímetro de la citada parte esencialmente
inductiva de la citada bujía y la invención puede presentar,
entonces, una o varias de las características siguientes:
- -
- la citada envuelta de la citada parte esencialmente inductiva es una hoja metálica delgada, soldada al citado casquillo de la citada bujía de encendido, realizada en un material que presenta una alta conductividad eléctrica o revestida, en su cara interior, de una capa delgada conductora de un material que presenta una alta conductividad eléctrica,
- -
- la citada envuelta de la citada parte esencialmente inductiva y el citado casquillo de la citada bujía están realizados en un única pieza metálica, de un material que presenta una alta conductividad eléctrica, o revestida, en la cara interior, de una capa delgada conductora de un material que presenta una alta conductividad eléctrica,
- -
- la citada envuelta de la citada parte esencialmente inductiva es un manguito realizado de material polímero, revestido, en su cara exterior, de una capa delgada conductora de un material que presenta una alta conductividad eléctrica,
- -
- la citada envuelta está realizada de material polímero, y la parte del citado casquillo destinada a estar en contacto con la citada envuelta comprende una huella complementaria de la huella realizada en la sección de la envuelta; en esta configuración, la capa delgada conductora se extiende hasta la huella realizada en la sección de la envuelta, con el fin de asegurar un contacto eléctrico entre las dos huellas,
- -
- Alternativamente, el citado par de apriete es transmitido por el alma central de la citada parte esencialmente inductiva de la citada bujía, y la invención puede presentar, entonces, una o varias de las características siguientes:
- -
- la citada alma central de la citada parte esencialmente inductiva tiene la forma de un mandril que presenta un diámetro agrandado en su parte próxima al casquillo de la citada bujía,
- -
- el citado mandril está realizado en un material aislante,
- -
- el citado mandril presenta, en su parte próxima al citado casquillo de la citada bujía, una forma sensiblemente poligonal, y la forma complementaria de esta forma sensiblemente poligonal está realizada en el casquillo de la citada bujía,
- -
- una tercera pieza está insertada radialmente en un alojamiento común del citado mandril y del citado casquillo de la citada bujía,
- -
- la citada tercera pieza es un peón insertado en el citado alojamiento común según una dirección sensiblemente perpendicular al citado eje común de la citada alma central de la citada parte esencialmente inductiva y del citado casquillo de la citada bujía,
- -
- la citada tercera pieza es una chaveta insertada en el citado alojamiento común según una dirección sensiblemente paralela al citado eje común de la citada alma central de la citada parte esencialmente inductiva y del citado casquillo de la citada bujía,
- -
- un manguito aislante está colocado alrededor de la citada alma central de la citada parte esencialmente inductiva, y la cara exterior del citado manguito aislante está revestida de una capa delgada conductora de un material que presenta una alta conductividad eléctrica,
- -
- la citada capa delgada conductora de un material de alta conductividad eléctrica, colocada en el citado manguito aislante, está protegida por una capa delgada conductora de un material barrera, o integrada en una película de polímero aplicada al vacío en la citada cara exterior del citado manguito aislante.
Otras características y ventajas de la invención
se deducirán de la descripción que sigue, refiriéndose a los
dibujos anejos, con los cuales se describe la invención en su
aplicación a una bujía de plasma de radiofrecuencia, y en los
cuales:
- la figura 1 es una vista en corte esquemático
según su eje longitudinal de la citada bujía de plasma de
radiofrecuencia,
- las figuras 2A y 2B son vistas esquemáticas en
corte según su ele longitudinal de un modo de realización preferido
de la invención en el cual el par de apriete es transmitido por el
perímetro de la citada parte esencialmente inductiva,
- las figuras 3 y 4 son vistas en perspectiva
del casquillo de la bujía y de la envuelta de la parte esencialmente
inductiva según dos variantes del modo de realización presentado en
la figura 2B,
- la figura 5 es una vista esquemática en corte
según su eje longitudinal de un modo de realización alternativo de
la invención en el cual el par de apriete es transmitido por el alma
central de la citada parte esencialmente inductiva,
- las figuras 6A y 6B son vistas esquemáticas en
corte según su eje longitudinal de dos variantes del modo de
realización alternativo de la invención presentado en la figura
5.
En lo que sigue, un mismo elemento será indicado
por la misma notación en el conjunto de las figuras.
Como muestra la figura 1 y como de ha descrito
anteriormente, una bujía de plasma de radiofrecuencia 1 de forma
general sensiblemente cilíndrica comprende, principalmente, una
parte inferior esencialmente capacitativa C y una parte superior
esencialmente inductiva I, estando las citadas partes C e I, de
forma sensiblemente alargada, conectadas en serie y comprendiendo un
eje longitudinal común Z.
La citada parte esencialmente capacitativa C
comprende, especialmente, un casquillo 2 destinado a estar unido a
la masa y que rodea un electrodo central 3, sensiblemente
cilíndrico, de eje Z, que hace la función de electrodo de alta
tensión. Entre el casquillo 2 y el electrodo central 3 está colocado
un aislante 4, estando configurado el citado aislante 4 para guiar
las chispas entre los electrodos 2 y 3. De manera bien conocida en
el estado de la técnica, el citado casquillo 2 presenta, en la cara
exterior de su parte inferior más próxima a la culata del motor de
combustión interna equipado con la citada bujía 1, una forma
apropiada para la colocación, el mantenimiento y el apriete de la
citada bujía 1 en la citada culata (por ejemplo, y de manera no
limitativa, como está representado en la figura 1: un
fileteado).
\newpage
La citada parte esencialmente inductiva I de la
citada bujía 1 comprende, por su parte, un bobinado 5 cuyo eje
está, ventajosamente, confundido sensiblemente con el eje Z del
electrodo central 3 y de la bujía 1. Por otra parte, el citado
bobinado 5 está rodeado por una envuelta 6, realizada,
preferentemente, en un material conductor amagnético, destinado a
reducir las emisiones electromagnéticas de la citada bujía 1 y a
ejercer la función de blindaje, siendo calculadas las dimensiones
de la citada envuelta 6 de manera que se minimicen los riesgos de
salto de chispa entre el citado bobinado 5 y la citada envuelta 6.
Ventajosamente, con el fin de reducir todavía los riesgos de salto
de chispa, fuentes de disipaciones parásitas de energía, entre el
citado bobinado 5 y la citada envuelta 6 está colocado un aislante
7, y el citado bobinado 5 está realizado alrededor de un elemento
macizo 8 realizado en un material aislante amagnético. En el modo de
realización de la bujía de plasma de radiofrecuencia presentado en
la figura 1, entre el citado aislante 7 y el citado aislante 4 que
separa el citado casquillo 2 y el citado electrodo central 3, está
colocado, además, un aislante complementario 9, asegurando una
pieza 10 unida eléctricamente al citado casquillo 2 el mantenimiento
de la unión entre los citados aislantes 4, 7 y 9.
Los materiales y modos de realización y de
ensamblaje de estos diferentes elementos están definidos y son
puestos en práctica de manera que se limiten al máximo las
inclusiones de aire a nivel de las interfaces, igualmente fuentes de
salto de chispa y de pérdidas.
Alrededor del citado bobinado 5, está realizado,
también, generalmente, un arrollamiento de medición de corriente
11, y en el extremo superior de la citada bujía 1 está colocado un
dispositivo de conexión 13, solidario de un conector 12 (no
detallados en las figuras). Un extremo del citado bobinado 5 está
unido al citado conector 12, estando unido el otro extremo del
citado bobinado 5 por medios apropiados 14 (no detallados en las
figuras) a un extremo interno del citado electrodo central 3.
Como se ha mencionado anteriormente, una bujía 1
de este tipo se comporta como un resonador LC, en el cual la parte
capacitativa y la parte inductiva están colocadas en serie, y en el
cual la parte capacitativa C está compuesta por el casquillo 2, el
electrodo central 3, el aislante 4 colocado entre el citado
electrodo central 3 y el citado casquillo 2, y por las capacidades
parásitas internas asociadas a la geometría de la citada bujía 1,
estando constituida la parte esencialmente inductiva I,
principalmente, por el bobinado 5, el aislante 7 y la envuelta
6.
Con el fin de reducir al máximo las citadas
capacidades parásitas (como se ha mencionado anteriormente, las
características del resonador así constituido son tanto mejores
cuanto menor es el valor de la capacidad de la citada parte
capacitativa), la longitud de la unión entre la parte esencialmente
capacitativa C y la parte esencialmente inductiva I debe ser tan
reducida como sea posible. Asimismo, el coeficiente de sobretensión
del resonador LC constituido por la citada parte esencialmente
inductiva I y la citada parte esencialmente capacitativa C
colocadas en serie, es tanto mejor cuanto mayor es el diámetro de la
citada parte esencialmente inductiva I. Finalmente, la calidad
eléctrica de la citada unión entre las citadas partes esencialmente
capacitativa C e inductiva I (en particular, la continuidad
eléctrica) debe ser, igualmente, máxima con el fin de optimizar las
características del citado resonador.
El dispositivo de acuerdo con la invención
propone introducir un modo de unión rígida entre algunos de los
elementos de cada una de las partes esencialmente capacitativa C y
esencialmente inductiva I y, por la puesta en práctica de
materiales y de formas que permitan la transmisión de un par de
apriete de la citada parte esencialmente inductiva I a la citada
parte esencialmente capacitativa C, permitir que la unión entre las
citadas partes C e I de la bujía 1 pueda realizarse de manera
óptima, tanto en el plano mecánico, como en el plano eléctrico.
Como va a describirse ahora, el citado par de
apriete es transmitido, de modo más particular, al citado casquillo
2 de la citada bujía de encendido 1, y esta transmisión del citado
par de apriete puede realizarse por el perímetro de la citada parte
esencialmente inductiva I (primer modo de realización del
dispositivo de acuerdo con la invención, presentado en las figuras
2A, 2B, 3 y 4), o por el alma central 8 de la citada parte
esencialmente inductiva I (segundo modo de realización del
dispositivo de acuerdo con la invención presentado en las figuras
5, 6A y 6B). Además, en función de la naturaleza de los materiales
elegidos y, en particular, especialmente en función de las
propiedades termomecánicas del citado aislante 7, pueden
considerarse varias variantes de cada uno de los modos de
realización de la invención.
Las figuras 2A y 2B son vistas esquemáticas en
corte, según el eje longitudinal Z de una bujía de plasma de
radiofrecuencia 1, de las variantes del primer modo de realización
del dispositivo de acuerdo con la invención, en el cual el par de
apriete para la realización de la unión entre la citada parte
esencialmente capacitativa C y la citada parte esencialmente
inductiva I de la bujía 1 es transmitido por el perímetro de la
citada parte esencialmente inductiva I. La ventaja principal de
este tipo de transmisión es que éste lleva las tensiones mecánicas
al radio más grande disponible, en el lugar en que el efecto del
brazo de palanca es óptimo, minimizando, así, las tensiones
mecánicas sobre los materiales propiamente dichos. En este modo de
realización, la citada transmisión del citado par de apriete de la
citada parte esencialmente inductiva I a la citada parte
esencialmente capacitativa C pasa a ser entonces la transmisión de
un par de torsión de la citada envuelta 6 al citado casquillo 2.
La figura 2A presenta un modo de realización de
la invención en el cual la citada envuelta 6 es metálica,
asegurando, así, igualmente, la función de blindaje anteriormente
citada. De acuerdo con procedimientos industriales conocidos, la
citada envuelta 6 puede ser realizada en diferentes materiales
metálicos y por diferentes técnicas apropiadas; especialmente, a
título de ejemplo y de manera no exhaustiva, puede ser realizada al
mismo tiempo que el casquillo 2 (por matrizado o embutición), o ser
soldada al citado casquillo 2 después de la realización separada de
las dos piezas (matrizado del citado casquillo 2 y
trefilado/laminado de la citada envuelta 6).
De acuerdo con el espesor de la citada envuelta
6, pueden considerarse dos variantes.
En una primera variante, el espesor de la citada
envuelta 6 es pequeño (a título indicativo, éste es sensiblemente
inferior o igual a 0,5 mm): en este caso, el citado aislante 7
colocado entre la citada bobina 5 y la citada envuelta 6 es elegido
de tal manera que contribuya a la resistencia mecánica del conjunto,
estando en forma sólida y siendo incompresible. En este caso,
igualmente, se preferirá una unión por soldadura de la citada
envuelta 6 al citado casquillo 2.
En una segunda variante, el espesor de la citada
envuelta 6 es mayor (típicamente es sensiblemente superior o igual
a 0,5 mm): en este caso, la resistencia mecánica intrínseca de la
citada envuelta 6 basta para asegurar mecánicamente la transmisión
de un par de torsión al citado casquillo 2, el citado aislante 7
puede presentarse, entonces, en forma de un gas a presión o de un
líquido aislante de bajo coeficiente de dilatación. En este caso, se
preferirá, entonces, la realización de la citada envuelta 6 y del
citado casquillo 2 en una misma pieza.
En estas dos variantes, la cara interior de la
citada envuelta 6 debe estar revestida de una capa de algunas
decenas de micras de espesor (típicamente 30 \mum a 50 \mum, por
ejemplo) de un material de alta conductividad eléctrica (por
ejemplo, y de manera no limitativa: plata o cobre), esto, con el fin
de mejorar la conductividad de la radiofrecuencia de la citada
envuelta 6 y de limitar las pérdidas por efecto de piel en el seno
de ésta.
Cualquiera que sea la variante elegida, en este
modo de realización de la invención, la transmisión del par de
apriete (en este caso par de torsión) de la citada parte
esencialmente inductiva I a la citada parte esencialmente
capacitativa C de la citada bujía, se obtiene por la unión metálica
rígida realizada, durante la fabricación, entre la citada envuelta
6 y el citado casquillo 2, por uno de los medios descritos
anteriormente (fabricación simultánea de la citada envuelta y del
citado casquillo por matrizado o embutición, o fabricaciones
separadas, y ensamblaje rígido de la citada envuelta 6 y del citado
casquillo 2, por ejemplo por soldadura).
La figura 2B presenta un modo de realización en
el cual la citada envuelta 6 está realizada en un material aislante
de tipo polímero. Presentando estos materiales una rigidez mecánica
más baja que los materiales metálicos, la citada envuelta 6 debe
presentar, entonces, un espesor relativamente importante
(sensiblemente, y a título de ejemplo, del orden de algunos
milímetros) con el fin de poder permitir la transmisión del citado
par de apriete al citado casquillo 2. Por otra parte, en este caso
particular, el material empleado para la realización de la citada
envuelta 6 debe presentar, en este caso, un factor de pérdida
dieléctrica del mismo orden que el material del citado aislante 7.
En este modo de realización de la invención, el citado aislante 7
puede estar constituido, indiferentemente, por un gas a presión o
un líquido aislante de bajo coeficiente de dilatación.
En este modo de realización de la invención, hay
que observar que, con el fin de asegurar la función de blindaje de
la citada parte esencialmente inductiva I, la cara exterior de la
citada envuelta 6 debe estar revestida de una capa de algunas
decenas de micras de espesor (típicamente, y a título de ejemplo no
limitativo: 30 \mum a 50 \mum) de un material de alta
conductividad eléctrica (por ejemplo, y de manera no limitativa:
plata o cobre): en efecto, la aplicación de este revestimiento a la
cara exterior, y no a la cara interior, de la citada envuelta 6,
permite, entonces, aumentar ligeramente el diámetro exterior de la
citada parte esencialmente inductiva I, lo que mejora el
coeficiente de sobretensión del resonador constituido por las
citadas partes C e I, como se ha descrito anteriormente.
En este modo de realización de la invención, la
transmisión del par de apriete entre la citada parte esencialmente
inductiva I y la citada parte esencialmente capacitativa C de la
citada bujía 1 se obtiene por una puesta en forma apropiada de la
interfaz entre el citado casquillo 2 y la citada envuelta 6, de la
cual se presentan dos variantes en las figuras 3 y 4.
La figura 3 presenta un modo de puesta en forma
del citado casquillo 2 y de la citada envuelta 6 en el cual la
parte de la citada envuelta 6 destinada a entrar en contacto con el
citado casquillo 2 tiene la forma de una huella macho 15, y en la
parte del citado casquillo 2 destinada a entrar en contacto con la
citada envuelta 6 está realizada una huella hembra 16 complementaria
de la citada huella macho 15.
Alternativamente, y como se presenta en la
figura 4, la citada huella macho 15 está realizada en la parte del
citado casquillo 2 destinada a entrar en contacto con la citada
envuelta 6, y la citada huella hembra 16 complementaria de la
citada huella macho 15 está realizada en la parte de la citada
envuelta 6 destinada a entrar en contacto con el citado casquillo
2.
Hay que observar que la geometría de las citadas
huellas macho 15 y hembra 16 presentadas en las figuras 3 y 4, está
indicada a título de ejemplo no limitativo, y que, de manera
general, la forma de las citadas huellas 15 y 16 debe ajustarse,
especialmente, en función de los materiales utilizados y de los
costes de realización.
Hay que observar, igualmente, que, en el modo de
realización de la invención presentado en la figura 2B, el
principio de la realización de una huella macho 15 y de una huella
hembra 16 complementaria que se acaba de citar, puede, igualmente,
ser traspasado a la realización de la unión entre la citada envuelta
6 y el elemento de conexión 13 destinado a recibir el conector 12
de conexión eléctrica de la citada bujía 1 a su dispositivo de
alimentación.
\newpage
Las figuras 5, 5A y 5B son vistas esquemáticas
en corte, según el eje longitudinal Z de una bujía de plasma de
radiofrecuencia 1 de acuerdo con la invención, de las variantes del
segundo modo de realización del dispositivo de acuerdo con la
invención, en el cual el par de apriete para la realización de la
unión entre la citada parte esencialmente capacitativa C y la
citada parte esencialmente inductiva I de la bujía 1 es transmitido
por el alma central de la citada parte esencialmente inductiva I.
Una ventaja importante de este modo de transmisión es que permite
liberar la totalidad del espacio externo del citado bobinado 5 de la
citada parte esencialmente inductiva I, y que permite la
utilización, para el citado aislante 7, de materiales que presenten
coeficientes de dilatación importantes con la temperatura.
Para este modo de transmisión del citado par de
apriete, y como está presentado en la figura 5, el citado elemento
central 8, alrededor del cual está realizado el citado bobinado 5,
está realizado en forma de un mandril que presenta, en su parte más
próxima al citado casquillo 2, una parte agrandada 17 de forma y de
dimensión complementarias de la forma interior del casquillo 2, con
el fin de asegurar el acoplamiento mecánico con el citado casquillo
2. Por ejemplo, y de manera no limitativa, la forma exterior de la
citada parte agrandada 17 puede ser sensiblemente poligonal,
estando realizada en el casquillo 2 una huella complementaria de la
citada forma sensiblemente poligonal. Alternativamente, y de manera
no limitativa, un elemento de unión (no representado en la figura
5) puede estar insertado en un alojamiento común del citado
casquillo 2 y de la citada parte agrandada 17 del citado elemento
central 8: este elemento puede ser, por ejemplo y de manera no
exhaustiva, una chaveta insertada sensiblemente paralela al eje
longitudinal Z de la citada bujía de encendido 1 de acuerdo con la
invención, o un peón insertado sensiblemente perpendicular al citado
eje longitudinal Z de la citada bujía de encendido 1.
Ventajosamente, se preferirá una forma
redondeada a un ángulo vivo a nivel del agrandamiento 17 del citado
elemento central 8, con el fin de limitar las tensiones mecánicas,
así como los riesgos de salto de chispa electromagnética en esta
zona.
En este modo de realización, la función de
blindaje anteriormente citada, y asegurada por la citada envuelta 6,
puede obtenerse por diferentes medios, ilustrados por las figuras 6A
y 6B.
La figura 6A presenta un modo de realización en
el cual la citada envuelta 6 que rodea el citado aislante 7
colocado alrededor del citado bobinado 5 es una hoja de algunas
decenas de micras de espesor (típicamente, y de manera no
limitativa, 75 \mum a 150 \mum) realizada en un material que
presenta una alta conductividad eléctrica, o recubierta, en su cara
en contacto con el citado aislante 7, de una capa delgada conductora
de un material que presenta una alta conductividad eléctrica (por
ejemplo, y de manera no limitativa: plata o cobre), con el fin de
preservar, como se ha descrito ya anteriormente, la calidad
electromagnética del conjunto. En el caso en que el citado aislante
7 presente un alto coeficiente de dilatación térmica, la citada
envuelta 6 está preferentemente enrollada en forma poligonal
alrededor del citado aislante 7: así, el citado aislante 7 puede
dilatarse convergiendo hacia una forma exterior sensiblemente
cilíndrica sin inducir tensiones mecánicas suplementarias en el
perímetro de la citada envuelta 6.
La figura 6B presenta un modo de realización
alternativo, en el cual la citada envuelta 6 es reemplazada por el
depósito, sobre la superficie exterior del citado aislante 7, de una
capa delgada conductora 18 (por ejemplo, y de manera no limitativa,
una capa de 30 \mum a 50 \mum de espesor) de un material que
presenta una alta conductividad eléctrica (por ejemplo, y de manera
no limitativa, plata o cobre).
De acuerdo con una variante del modo de
realización presentado en la figura 6B y por razones de
simplificación de la fabricación y de reducción de los costes, la
citada capa delgada conductora 18 puede estar depositada sobre una
película de polímero a su vez pegada al vacío al citado aislante 7.
Ventajosamente, en los casos que se acaban de citar, la citada capa
delgada conductora 18 estará protegida del exterior y,
especialmente, de los fenómenos de oxidación o de corrosión que
puedan degradar sus características eléctricas, por una capa
delgada conductora de un material barrera apropiado (por ejemplo, y
de manera no limitativa: una capa de barniz o de película de
polímero).
En todos los modos de realización anteriormente
descritos, la continuidad eléctrica del conjunto de la citada bujía
1 de acuerdo con la invención finaliza en el citado elemento de
conexión 13 destinado a la conexión del citado conector 12 a la
alimentación eléctrica de la citada bujía 1.
Ventajosamente, el citado elemento 13, unido en
forma rígida, especialmente, a la citada envuelta 6 (por ejemplo, y
de manera no limitativa, gracias a uno de los medios del tipo de los
que acaban de describirse para la unión de la citada envuelta 6 con
el citado casquillo 2), presenta una forma adaptada para la
utilización de una herramienta de apriete simple para la colocación
y el apriete de la citada bujía 1 en la culata del motor.
Se ve, así, que una bujía de encendido de
acuerdo con la invención puede ser colocada y retirada de su pozo
de acceso sin que sea necesario deslizar una herramienta específica
alrededor de la citada bujía 1: por tanto, no es necesario
disponer, en el citado pozo de acceso a la citada bujía, un espacio
necesario para el paso de la citada herramienta específica y
utilizada únicamente para las operaciones de montaje y de desmontaje
de la citada bujía.
Hay que observar que el principio de unión
rígida a la vez mecánica y eléctrica entre las dos partes de una
bujía de encendido (bujía propiamente dicha y su bobina), descrito
aquí en su aplicación a una bujía de plasma de radiofrecuencia y
destinada, preferentemente, a este tipo de bujía, puede ser
traspasado a cualquier tipo de bujía tradicional.
Claims (13)
1. Bujía de encendido (1) de motor de combustión
interna de un vehículo automóvil, de forma general sensiblemente
cilíndrica, del tipo que comprende, principalmente, una parte
esencialmente capacitativa (C), la más próxima a la culata del
citado motor y que comprende un casquillo (2) que rodea un electrodo
central (3), sensiblemente cilíndrico y que hace la función de
electrodo de alta tensión, y una parte esencialmente inductiva (I),
la más alejada de la citada culata del citado motor, estando las
citadas partes esencialmente capacitativa (C) y esencialmente
inductiva (I) conectadas en serie para formar un resonador LC y que
comprende un eje longitudinal común sensiblemente confundido con el
eje longitudinal (Z) de la citada bujía de encendido (1),
caracterizada porque:
- la citada parte esencialmente inductiva (I)
está rodeada por una envuelta (6) cuyas dimensiones y materiales
son, especialmente, apropiados para la realización de un blindaje
electromagnético de la citada parte esencialmente inductiva (I),
- la citada parte esencialmente capacitativa (C)
y la citada parte esencialmente inductiva (I) de la citada bujía de
encendido (1) están unidas entre sí mecánica y eléctricamente por un
dispositivo rígido único, que permite transmitir un par de apriete
de la citada parte esencialmente inductiva (I) a la citada parte
esencialmente capacitativa (C).
2. Bujía de encendido (1) de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizada porque la citada transmisión
del citado par de apriete es realizada por el perímetro de la citada
parte esencialmente inductiva (I) de la citada bujía de encendido
(1).
3. Bujía de encendido (1) de acuerdo con la
reivindicación 2, en la cual la citada envuelta (6) es metálica,
caracterizada porque la citada envuelta (6) y el citado
casquillo (2) constituyen una pieza única.
4. Bujía de encendido (1) de acuerdo con la
reivindicación 2, en la cual la citada envuelta (6) es una hoja
delgada metálica, caracterizada porque la citada envuelta (6)
está soldada al citado casquillo (2).
5. Bujía de encendido (1) de acuerdo con las
reivindicaciones 3 o 4, caracterizada porque la cara interior
de la citada envuelta (6) está revestida de una capa delgada
conductora de un material de alta conductividad eléctrica.
6. Bujía de encendido (1) de acuerdo con la
reivindicación 2, caracterizada porque la citada envuelta (6)
es un manguito realizado de material polímero, y porque la cara
exterior de la citada envuelta (6) está revestida de una capa
delgada conductora de un material de alta conductividad
eléctrica.
7. Bujía de encendido (1) de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizada porque la parte del citado
casquillo (2) destinada a estar en contacto con la citada envuelta
(6) comprende una huella (16) complementaria de la huella (15)
realizada en la sección de la envuelta (6), y porque la capa delgada
conductora se extiende hasta la huella realizada en la sección de la
envuelta (6).
8. Bujía de encendido (1) de acuerdo con la
reivindicación 1, en la cual la citada parte inductiva (I)
comprende, especialmente, un bobinado (5) realizado alrededor de un
elemento central (8) y rodeado de un manguito aislante (7), estando
rodeado a su vez el manguito aislante por la citada envuelta (6),
caracterizada porque la citada transmisión del citado par de
apriete es realizada por el citado elemento central (8).
9. Bujía de encendido (1) de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizada porque el citado elemento
central (8) comprende, en su extremo más próximo al citado casquillo
(2), una parte agrandada (17) de forma complementaria de la forma de
la cara interior del casquillo con el fin de asegurar una unión
mecánica rígida con el citado casquillo (2).
10. Bujía de encendido (1) de acuerdo con la
reivindicación 8, caracterizada porque la citada parte
agrandada (17) del citado elemento central (8) y el citado casquillo
(2) comprende un alojamiento común destinado a recibir un elemento
que asegura la unión entre la citada parte agrandada (17) y el
citado casquillo (2).
11. Bujía de encendido (1) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en la cual la citada
envuelta (6) es una hoja de algunas decenas de micras de espesor de
un material conductor, caracterizada porque la citada
envuelta (6) está enrollada en forma poligonal alrededor del citado
manguito aislante (7).
12. Bujía de encendido (1) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada
porque la citada envuelta (6) está revestida, en su cara interior,
de una capa delgada conductora de un material que presenta una alta
conductividad eléctrica.
13. Bujía de encendido (1) de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizada
porque la cara exterior del citado manguito aislante (7) está
revestida de una capa delgada conductora (18) de un material que
presenta una alta conductividad eléctrica.
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