BUJIA
MEMORIA DESCRIPTIVA
La presente invención se refiere a una bujía con un cuerpo aislante, en particular cerámico, y con un electrodo central, el cual está alojado en parte por lo menos en una perforación del cuerpo aislante, en que el electrodo central está obturado - exclusivamente de preferencia - por lo menos mediante un anillo obturador que lo envuelve con respecto al cuerpo aislante. Las bujías tienen en la técnica anterior las configuraciones más diferentes de electrodo central y de base. El electrodo central está conducido entonces por lo general en una perforación de un aislante y resalta sobre éste del lado de la cámara de combustión. Se realiza el empaque definitivo, para la duración larga y la resistencia a la compresión de la bujía entre otras cosas, por lo general mediante la introducción de masas compactas vitreas o de otras entre el electrodo central y el cuerpo aislante. Es importante entonces que ia masa compacta produzca una unión hermética a los gases. Esta medida de obturación de la técnica anterior tiene la desventaja de que es comparativamente costoso introducir la masa obturadora entre el electrodo central y el cuerpo aislante, de manera que queda asegurada también la obturación deseada hermética a los gases.
Por el documento US 4,563,158, se conoce un empaque de vidrio en forma de anillo de polvo de vidrio previamente concrecionado. Se empuja el anillo sobre el electrodo central. A continuación, se funde el polvo de vidrio bajo la acción del calor y se compacta así al mismo tiempo a una posición definitiva. Si se usan bujías conocidas hoy en día en motores de combustión interna, como por ejemplo motores grandes con presión interna muy alta en la cámara de combustión, entonces surge a menudo el problema de que las bujías no tienen duraderamente la compactación requerida. Puede tratarse por lo tanto de que se escape el gas o se expulse el electrodo central del cuerpo aislante durante el funcionamiento del motor de combustión interna o se desprenda con presión alta, lo cual puede representar en cambio un peligro para el ser humano y el motor. Es por lo tanto objeto de la presente invención hacer disponible una bujía en que se dé la compactación deseada. Se logra esto de acuerdo con la invención, teniendo el anillo obturador material conformado plásticamente por compactación. El empaque de acuerdo con la invención tiene en primer lugar la ventaja de que se simplifica notablemente la producción de la bujía de acuerdo con la invención con respecto a la técnica anterior. Además, se logra el/los anillo(s) conformado(s) plásticamente de preferencia a temperatura ambiente (aproximadamente 20°C), pero también una obturación duradera y resistente a la presión alta entre el electrodo central y el cuerpo aislante.
Preferiblemente, se puede prescindir entonces del uso de otros agentes obturadores para la obturación del electrodo central con respecto al cuerpo aislante, en que el anillo obturador o los anillos obturadores produzcan por sí solos una obturación suficiente y resistente a la presión alta. Los anillos obturadores que se han de usar para esto pueden estar producidos fundamentalmente de materiales de diferentes clases. Preferiblemente, el anillo obturador comprende un metal o una aleación de metales. Se logrará una obturación especialmente duradera y resistente a la presión alta, cuando el anillo obturador comprende hierro dulce y/o cobre y/o níquel y/o acero fino y/o materiales de trabajo de aluminio y/o aleaciones de estos materiales de trabajo. Se puede proveer entonces tanto el uso de un anillo obturador solamente así como el uso de dos o más anillos obturadores. El/los anillo(s) obturador(es) puede(n) estar dispuesto(s) entonces en diferentes lugares dentro y fuera del cuerpo aislante. Una primera modalidad hace posible que un anillo obturador sobre el cuerpo aislante quede en contacto sobre su extremo, el cual señala en posición empotrada de la bujía una cámara de combustión de un motor de combustión interna, con lo cual se logra en cambio una obturación especialmente resistente a la presión alta, cuando un anillo obturador esté en contacto en una cavidad del cuerpo aislante que envuelve éste en parte. En la técnica anterior, se sabe ya acerca de enchufar y/o montar a presión y/o aplicar por soldadura y/o fijar de otra manera sobre el extremo del electrodo central, el cual señala en posición empotrada una cámara de combustión de un motor de combustión interna, un llamado soporte de electrodo central. En tales bujías, es sobre todo provechoso si queda dispuesto, preferiblemente inmovilizado, un anillo obturador entre el soporte de electrodo central y el cuerpo aislante. Alternativamente al soporte de electrodo central comparativamente caro y difícil de manejar con cuidado, se puede hacer posible que quede enchufado y/o montado a presión y/o aplicado por soldadura y/o fijado de manera similar, quedando dispuesto en cambio, preferiblemente inmovilizado, en cambio un anillo obturador entre el anillo de sujeción y el cuerpo aislante. Si no se hiciera posible ningún soporte de electrodo central y ningún anillo de sujeción, el electrodo central puede tener entonces sobre su extremo, el cual señala en posición empotrada de la bujía la cámara de combustión del motor de combustión interna, fuera del cuerpo aislante alternativamente también una región de diámetro agrandado, pudiendo estar dispuesto, preferiblemente sujetado, un anillo obturador entre la región con diámetro agrandado y el cuerpo aislante. Además de estas modalidades, en las cuales está dispuesto un anillo obturador sobre el extremo del lado de la cámara de combustión, se puede hacer posible, en lugar del mismo o complementariamente al mismo, que quede por lo menos un anillo obturador dentro del cuerpo obturador. Una modalidad ventajosa hace posible entonces en cambio que quede dispuesto, preferiblemente sujetado, un anillo obturador dentro del cuerpo aislante entre un espaldón que envuelve el electrodo central y una región de diámetro agrandado. Como ya se ha mencionado, es una ventaja esencial de las diferentes modalidades de la bujía de acuerdo con la invención que se puedan producir de manera particularmente rápida y sencilla. Un procedimiento provisto para la misma puede tener los siguientes pasos: (a) inserción dei electrodo central en la perforación provista para el mismo en el cuerpo aislante, en que se dispone(n) por lo menos un anillo obturador, preferiblemente todos los anillos obturadores, en el lugar previsto para los mismos; (b) compactación del electrodo central con el cuerpo aislante, en que el/los anillos obturadores obtura(n) el electrodo central contra el cuerpo aislante y se conforma(n) plásticamente. En bujías que tienen un soporte de electrodo central y/o por lo menos un anillo de sujeción, es ventajoso entonces en cambio que se enchufe y/o monte a presión y/o aplique por soldadura, durante o después del paso de procedimiento (b), un soporte de electrodo central y/o un anillo de sujeción sobre el extremo del electrodo central, el cual señala en posición empotrada de la bujía la cámara de combustión del motor de combustión interna, con lo cual se obtura y se conforma plásticamente el anillo obturador entre el soporte de electrodo central y/o el anillo de sujeción por una parte y el cuerpo aislante por otra parte.
Otras particularidades y características de ia presente invención resultan de la siguiente descripción de las figuras, en las cuales: la figura 1 muestra una primera modalidad de una bujía de acuerdo con la invención con una soporte de electrodo central, y la figura 2 muestra una segunda modalidad de realización de acuerdo con la invención sin soporte de electrodo central. La bujía representada en corte longitudinal en la figura 1 comprende, como se conoce en la técnica anterior, un cuerpo aislante 1 con una perforación, en el cual está insertado un electrodo central 2. El cuerpo aislante 1 es encerrado por el alojamiento de bujía 3 y queda obturado herméticamente a gases y resistente a la presión contra éste por medio de los empaques 11. El alojamiento de bujía 3 tiene una rosca 4 para atornillar la bujía a la culata de cilindro. Por otra parte, en el extremo trasero del electrodo central 2 está provisto un clavijero de bujía 12. En el extremo del lado de la combustión de la bujía está montado un soporte de electrodo de masa 5 en conducción eléctrica al alojamiento de bujía 3 y un soporte de electrodo central 7 conectado en conducción eléctrica con el electrodo central. La conexión entre el electrodo central 2 y el soporte de electrodo central 7 se forma como en la técnica anterior, ventajosamente por montaje del soporte de electrodo central sobre el electrodo 2 y la compactación y la soldadura consecutivas de ambos componentes. Las chispas de encendido se forman mediante el funcionamiento entre los dos electrodos 8 del soporte de electrodo central 7 y los electrodos de masa 6, los cuales quedan montados en conducción eléctrica al soporte de electrodo de masa 5. De acuerdo con la invención, se hace posible ahora que quede obturado el electrodo central 2 contra el cuerpo aislante 1 exclusivamente de preferencia por medio de los anillos obturadores 10. Tal anillo obturador 10 se encuentra en la cavidad 9 del cuerpo aislante 1 y queda inmovilizado entre el electrodo de soporte central 7 y el cuerpo aislante 1. Un segundo anillo obturador queda inmovilizado entre un espaldón 15 dentro del cuerpo aislante 1 y una región 14 del electrodo central 2 con diámetro agrandado. Mientras se inmovilizan los anillos obturadores, se conforman éstos plásticamente, con lo cual resulta una obturación particularmente buena. Mediante la disposición mostrada en este ejemplo de realización de los anillos obturadores 10 de acuerdo con la invención, se puede prescindir completamente de preferencia del uso de acuerdo con la técnica anterior de diferentes masas obturadores, vitreas por ejemplo, para la obturación entre el electrodo central 1 y el cuerpo aislante 1. En la disposición de los anillos obturadores 0 de acuerdo con la invención entre el electrodo central 2 y el cuerpo aislante 1 , hay diferentes alternativas de acuerdo con la invención a la modalidad representada en la figura 1. La figura 2 muestra entonces una bujía, en la cual no actúa ningún soporte especial de electrodo central 7. En este ejemplo, se monta y/o compacta y/o aplica por soldadura un anillo de sujeción 13 sobre el electrodo central 2. Entre este anillo de sujeción 13 y el cuerpo aislante 1 , se puede disponer o inmovilizar en cambio el empaque 10 en la cavidad 9. Un procedimiento particularmente ventajoso para producir una bujía de acuerdo con la figura 1 o la figura 2 hace posible que se inserte en primer lugar el electrodo central 2, agregando un empaque 10 al cuerpo aislante 1. Se empuja finalmente un segundo anillo obturador 10 sobre el electrodo central 2 sobre su lado orientado hacia la cámara de combustión, de modo que aquél llega a asentarse en la cavidad 9 del cuerpo aislante 1. Como siguiente paso, se presiona ahora el soporte de electrodo central 7 con los electrodos 8 (preferiblemente electrodos de metal noble) ya soldados previamente o con el anillo de sujeción 13 en la dirección del anillo obturador 10 mediante un dispositivo de apriete ya no representado aquí. Durante este proceso de apriete, se precipita el electrodo central 2 sobre el lado que se aleja de la cámara de combustión. Durante este proceso de apriete, se consigue una conformación de ambos anillos obturadores 10. En este estado pretensado, se suelda en portapiezas el soporte de electrodo central 7 y/o el anillo de sujeción 13 con el electrodo central 2, por ejemplo por medio de un procedimiento de soldadura de haz de láser (láser continuo o sintonizable), gas inerte tungsteno, plasma, resistencia o electrones. Por medio de esto, se produce por una parte una obturación y se fija y se precipita por otra parte el soporte de electrodo central 7, de manera que esta disposición es resistente a la presión alta y no se puede conseguir ninguna extracción del electrodo central 2 mediante la presión en la cámara de combustión. El uso del procedimiento de soldadura de láser es particularmente ventajoso, ya que se sueldan aquí en portapiezas en el estado pretensado de presión y se limita la inserción térmica en una región local muy pequeña. Para terminar la bujía, se instala ahora la combinación así producida de cuerpo aislante 1 , electrodo central 2 y soporte de electrodo central 7, agregando los empaques 11 al alojamiento de bujía 3. El alojamiento de bujía 3 puede estar constituido de dos partes, las cuales se compactan una con otra y se sueldan en portapiezas después de insertar el cuerpo aislante en la región 16. A continuación, se une todavía por soldadura de manera conocida en sí el soporte de electrodo de masa 5 al alojamiento 3, uniendo en cambio por soldadura ante todo por otra parte los electrodos de masa 6 (igualmente de preferencia de metal noble) al soporte de electrodo de masa 5. El uso de un anillo de sujeción 13 en su lugar o complementariamente a un soporte de electrodo central 7 tiene la ventaja de que se perjudica el anillo de sujeción 13 menos ligeramente durante el montaje a presión. Puede estar previsto también así a diferencia de la figura 1 y la figura 2 que se compacta el electrodo central 2 en primer lugar con un anillo de sujeción 13 y se sujete solamente enseguida del soporte de electrodo central 7 comparativamente sensible como aditamento al extremo del electrodo central 2, el cual señala la cámara de combustión. Como queda demostrado con los ejemplos mostrados en las figuras 1 y 2, hay numerosas modalidades diferentes para obturar el electrodo central 2 contra el cuerpo aislante 1 mediante el uso de acuerdo con la invención de los anillos obturadores 10, de manera que la invención no está limitada a los ejemplos de realización mostrados. Alternativamente a los ejemplos de realización mostrados en las figuras 1 y 2, se puede insertar el electrodo central también a partir del extremo del lado de la cámara de combustión al cuerpo aislante 1 y sujetar mediante los correspondientes anillos o similares al extremo del cuerpo aislante 1 , el cual queda lejos de la cámara de combustión. En este caso, es ventajoso entre otras cosas si el electrodo central mismo tiene un diámetro más grande, en el lugar del electrodo central 2, en el cual descansa el anillo obturador 13 o el soporte de electrodo central 7, de manera que se puede inmovilizar en cambio un anillo obturador 10. El procedimiento descrito más anteriormente para producir bujías puede ser adaptado entonces por un experto en la técnica dentro del espíritu de la invención.