[0001] La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un dispositif d'allumage
à plasma pour moteur à combustion interne, du type présentant une chambre de précombustion
formée par une capsule soudée sur l'extrémité du culot et formant électrode de masse
coopérant avec l'extrémité active de l'électrode centrale. Un tel soudage, par une
technique de rapprochement sous effet Joule, exige que la capsule soit pressée contre
l'extrémité du culot avec une force considérable, de l'ordre de 500 kg (5000 Newton),
ce qui n'est pas bien toléré par la matière céramique du corps isolant, qui peut se
fissurer, d'où risque de rebuts importants, de défaut d'étanchéité, de rupture du
corps céramique après un certain temps d'utilisation. Dans le cas de dispositifs dont
le culot métallique est serti sur le corps isolant, l'application d'une telle force
est susceptible de détériorer le sertissage.
[0002] La présente invention vise à éviter ces inconvénients, enréalisant cette opération
de soudage électrique dans des conditions telles que la matière céramique et la zone
de sertissage éventuelle ne subissent aucune contrainte du fait de la compression
de la capsule contre l'extrémité du culot pendant le soudage. A cet effet, selon l'invention,
on engage la partie filetée du culot dans une pièce filetée formant appui pour le
culot pendant le soudage, et on exerce sur la capsule, en même temps qu'on amène à
celle-ci le courant de soudage, une force suffisante pour produire un bon soudage
de la capsule au culot. Ainsi, seulement la capsule et l'extrémité filetée du culot
subissent une contrainte mécanique due à cette force. En effet, en procédant de cette
façon, la force appliquée n'agit que sur les parties métalliques en contact (capsule
et culot) à l'exclusion de toutes autres parties du dispositif d'allumage.
[0003] Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une mise en oeuvre du procédé selon
la présente invention.
Figure 1 est une vue en coupe verticale partielle selon 1-1 de figure 2, d'une machine
pour l'exécution de cette mise en oeuvre du procédé.
Figure 2 est une vue partielle, en plan, correspondant à la figure 1.
[0004] L'exemple représenté correspond au cas d'un dispositif d'allumage dans lequel la
fixation de l'électrode centrale au corps isolant, et la fixation du corps isolant
au culot métallique, sont réalisés au moyen d'une technique de brasage céramique-métal,
comme décrit dans le brevet suisse No (D. No 4212
/80).
[0005] L'invention n'est pas limitée à ce cas au contraire elle peut aussi trouver son application
dans le cas classique .où cette fixation est réalisée par sertissage, ou encore dans
le cas où la capsule est fixée par soudage sur un culot dans lequel le corps isolant
est fixé au moyen d'un écrou.
[0006] On a représenté en 25 la table métallique fixe (en cuivre et servant d'électrode
de masse) d'une machine, sur laquelle est monté une chaîne ou plateau tournant 26,
glissant sur cette table. L'axe de rotation du plateau 26 n'est pas visible, étant
situé en dehors du dessin, sur la droite. Ce plateau tourne pas à pas et présente
une série d'alvéoles telles que celle représentée en 27, qui sont réparties circulairement
autour de l'axe,
[0007] Un convecteur 1 (ou bougie) est amené dans l'alvéole 27, de telle façon que seules
sa partie isolante 2, en matière céramique par exemple, et l'extrémité filetée 7 de
l'électrode centrale du convecteur 1, soient engagées dans cet alvéole. Le culot 4,
avec sa partie filetée 10 sont situés au-dessus de l'extrémité supérieure de l'alvéole
27.
[0008] A la base de l'alvéole 27 il est prévu la disposition suivante pour servir d'appui
et de moyen de positionnement axial du convecteur 1. Un circlip 28 forme appui pour
une extrémité d'un ressort de compression 29 qui agit par son autre extrémité contre
une rondelle 30 supportant une pièce cylindrique 31 en matière isolante et pouvant
glisser dans l'alvéole et sur laquelle repose l'extrémité filetée 7. Dans la position
représentée, la rondelle est pressée contre un épaulement 32 de l'alvéole, ce qui
assure le positionnement correct du convecteur, pour lequel la partie à six pans 33
du culot 4 se trouve à une certaine distance du plateau tournant 26,
[0009] Un chariot 34 est monté et commandé pour glisser radialement sur le plateau tournant
26. Il porte une pince dont on voit les bras en 35, 36 ; l'axe de pivotement de ces
bras est en 37. La pince 35, 36 et son axe de pivotement 37 sont mobiles entre la
position de travail représentée en traits pleins et la position de repos indiquée
en traits mixtes. Les bras 35, 36 de cette pince sont en contact avec le plateau 26
qui forme appui pour eux. Deux pièces en cuivre 38, 39 formant mordaches sont fixées
à l'intérieur des mâchoires de la pince. Elles sont de forme semi-annulaires, leur
partie centrale présentant un filetage 40 complémentaire du filetage 10 et formant
une sorte d'écrou pour cette partie filetée 10.
[0010] Un organe de commande 41, actionné par des moyens non représentés, est prévu pour
agir sur les bras 35, 36 de la pince, pour les contraindre à venir dans la position
fermée, de travail, représentée en traits pleins. Des moyens élastiques non représentés
sollicitent la pince vers sa position ouverte représentée en traits mixtes.
[0011] Le fonctionnement est le suivant.
[0012] Un convecteur 1 étant amené dans un alvéole 27 par des moyens d'alimentation automatiques
ou autres et le plateau 26 étant arrivé dans la position visible au dessin, le support
de pince 34 vient en position de travail et l'organe de commande 41 vient agir sur
les bras 35, 36 de la pince pour fermer celle-ci. Préalablement, une capsule 17 a
été amenée sur l'extrémité filetée du culot 4. Le centrage correct de la capsule est
assuré, pendant le soudage, par un tube, en aluminium par exemple, dont le diamètre
intérieur est égal à celui de l'électrode active, centrale, tandis que son diamètre
extérieur est égal à l'ouverture de la capsule 17. Un trou axial 43 de diamètre un
peu plus grand que celui de ce tube est prévu dans l'extrémité d'une électrode 42.
La pince se fermant, ses mordaches en cuivre viennent, par leurs parties filetées,
en prise avec le filet 10. Selon la -position angulaire du pas de vis du convecteur,
ce mouvement de fermeture de la pince pourra provoquer un léger déplacement axial
(dans un sens ou dans l'autre) du convecteur, pour permettre la coopération correcte
des filets 10 et-40. Le jeu axial existant entre la partie 33 et le niveau supérieur
du plateau 26, est prévu à cet effet.
[0013] La pince étant fermée, le convecteur est fermement tenu par sa partie filetée 10
lorsque l'électrode de soudage 42, coaxiale avec l'alvéole 27 et le convecteur 1,
vient agir sur la capsule 17 pour la presser contre l'extrémité filetée 10 du culot
4, en même temps que du courant, amené à l'électrode 42 (tandis que les parties 25,
26, 35, 36, 38, 39 sont mises à la masse) provoque l'échauffement par effet Joule
des parties en contact de la capsule 17 et du culot 4. La force exercée par l'électrode
42 sur la capsule 17 se transmet à la partie filetée 10 du culot et par celle-ci à
la pince 35-36, puis au plateau 26 et au bâti de la machine, sans effet aucun sur
la partie 2 en matière céramique du convecteur 1.
[0014] Des moyens électriques de sécurité peuvent avantageusement être prévus pour arrêter
la machine si par hasard, lors du mouvement de fermeture de la pince, les filets 10
et 40 arrivent exactement crête contre crête, empêchant alors la coopération correcte
de ces filets.
[0015] La façon de procéder que l'on vient de décrire, pour souder la capsule sur le culot,
résout de façon définitive les problèmes inhérents à la fabrication de convecteurs
du type décrit. En effet, dans le cas de ce type de convecteur, il n'est pas possible
de souder l'électrode de masse avant le montage de la céramique, en raison d'une excentricité
possible du corps isolant, issu d'une pâte moulée et cuite au four. Il n'est pas possible
non plus de réaliser cette électrode en acier réfractaire, pour des raisons économiques
et techniques. L'usinabilité de ces aciers par enlèvement de copeaux présente de graves
difficultés. En raison surtout de la qualité réfractaire de ces aciers, toute la chaleur
engendrée par l'usinage de ces aciers doit s'évacuer par l'outil. Ces difficultés
d'usinage occasionneraient un prix de revient si important que cela enlèverait toute
chance de succès sur le marché du produit fabriqué. D'autre part, la soudure de cette
électrode de masse nécessite une très forte pression mécanique sur cette dernière.
Or, les aciers réfractaires, qui n'ont pratiquement pas de résistance mécanique, sont
très mous et se déformeraient sous cette pression.
[0016] La capsule 17 faisant office d'électrode de masse annulaire et de chambre de précombustion
doit donc être en acier mécaniquement assez résistant pour supporter la forte pression
du soudage. Ces aciers n'étant pas réfractaires, il convient de recouvrir la capsule
d'une pellicule réfractaire, par exemple par diffusion de chrome et de ferro-chrome
à haute température.
[0017] Ainsi donc, dans l'exemple décrit, on utilise de l'acier normal protégé par une pellicule
réfractaire et on donne à la capsule 17 une forme susceptible d'être soudée, d'une
façon économiquement et techniquement possible, au culot du corps du convecteur. Une
forme conique intérieure permet de réaliser cette double exigence, en ménageant un
volume suffisant pour la précombustion, tout en arrivant à une arête vive permettant
la soudure dite par bossage, sous effet Joule.
[0018] Dans une variante, la pince 35, 36 et les mordaches 38, 39 pourraient être remplacées
par une pièce d'appui massive, en cuivre par exemple, présentant un trou fileté dans
lequel le convecteur est vissé par son extrémité filetée 10. Pendant l'opération de
soudage, la pièce d'appui reposerait sur le plateau 26 reposant lui-même sur la table
25.
1. Procédé de fabrication d'un dispositif d'allumage à plasma pour moteur à combustion
interne, du type présentant une chambre de précombustion formée par une capsule fixée
sur l'extrémité du culot et formant électrode de masse coopérant avec l'extrémité
active de l'électrode centrale, caractérisé en ce que pour fixer la capsule (17) au
culot (4), on engage la partie filetée (10) du culot dans une pièce filetée (38-39)
formant appui pour, le culot (4) pendant cette opération, et en ce qu'on exerce sur
la capsule (17), en même temps qu'on amène à celle-ci le courant de soudage, une force
d'application sur le culot, suffisante pour produire un bon soudage de la capsule
(17) au culot (4), de sorte que seulement la capsule et l'extrémité filetée du culot
subissent une contrainte mécanique due à cette force.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce filetée dans laquelle
on engage la partie filetée (10) du culot est une pince (35, 36) au moyen de laquelle
on saisit la dite partie filetée (10) du culot.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les mâchoires de la pince
(35, 36, 38, 39) qu'on utilise pour saisir la partie filetée (10) du culot présentent
une forme hémicylindrique filetée (40) complémentaire de celle du filet (10) du culot
.(4) pour former écrou pour cette partie, lorsque cette pince est fermée.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que les mâchoires de la pince
sont munies de mordaches (38, 39) en cuivre, qui viennent en contact et coopérer avec
la partie filetée (10) du culot (4).