PREVENTION CONTRE UN COURT-CIRCUIT DE LA BOUGIE RF

Description

Domaine technique auquel se rapporte l'invention

[0001] L'invention concerne les bougies à plasma radiofréquence. L'invention concerne plus particulièrement les bougies appelées plasma à radiofréquence destinées à équiper des chambres à combustion de moteurs à combustion interne et qui comportent une électrode centrale de forme cylindrique constituée d'un matériau de type conducteur, qui comporte une extrémité supérieure et une extrémité inférieure prévue pour être disposée dans la chambre à combustion, une pièce de forme sensiblement tubulaire, en une matière isolante électriquement, qui comprend une partie supérieure et une partie inférieure, et qui entoure l'électrode centrale sur une portion de sa longueur de façon à ce que l'extrémité inférieure de l'électrode centrale dépasse de la partie inférieure de la pièce de matière isolante, un culot en acier de forme sensiblement tubulaire qui comprend une partie supérieure et une partie inférieure, et qui entoure la pièce de matière isolante sur une portion sa longueur de façon à ce que la partie inférieure de la pièce de matière isolante dépasse de la partie inférieure du culot.

[0002] Les termes supérieur et inférieur sont utilisés afin de désigner des côtés opposés de la bougie. Par extrémité inférieure, on entend le côté de la bougie destiné à être disposé dans la chambre à combustion. D'autres termes peuvent se substituer tels que gauche/droite ou tête de bougie pour désigner ledit côté de la bougie.

Etat de la technique antérieure

[0003] Afin de réduire les émissions polluantes, notamment des véhicules automobiles, il est connu d'utiliser des mélanges pauvres, c'est-à-dire des mélanges gazeux avec un excès d'air par rapport à la quantité de carburant. L'allumage en présence d'un mélange gazeux pauvre en carburant est difficile à maîtriser. Afin d'augmenter la probabilité d'avoir un allumage réussi, deux solutions se présentent qui sont d'une part, d'avoir, autour de la bougie, des mélanges plus riches en carburant lorsque l'étincelle se produit, ou d'autre part d'augmenter l'étendue des étincelles depuis la bougie. De nouvelles bougies ont ainsi été développées afin de produire des étincelles de taille importante à partir de différences de potentiel réduites.

[0004] Les bougies à plasma radiofréquence, telles que rappelé dans le préambule de l'invention, font partie de ces nouvelles bougies en constituant des systèmes d'allumage multi-étincelles à haute fréquence capables d'assurer l'allumage des moteurs à allumage commandé alimentés avec des mélanges gazeux pauvres.

[0005] Dans de telles bougies, le culot possède une partie filetée en extrémité inférieure du côté de l'électrode, qui permet le vissage de la bougie dans le trou fileté de la culasse.

[0006] De telles bougies appelées aussi bougies multi-étincelles à plasma ramifié permettent la propagation d'un plasma dans un volume distant de la surface de l'isolant. La création d'étincelles tend alors à se générer entre une électrode centrale et la chambre à combustion, en contact avec la seconde électrode qui est le culot de la bougie. Dans de telles bougies, la chambre à combustion est alors considérée du point de vue fonctionnel, comme la deuxième électrode du système d'allumage. Les deux électrodes sont séparées par un isolant représenté par une pièce tubulaire de matière isolante, de préférence de la céramique, qui entoure l'électrode centrale sur une portion de sa surface externe.

[0007] La publication FR2878086 présente ce type de bougie, où la pièce isolante entre les électrodes possède un épaulement annulaire occultant toute la surface torique à l'extrémité du culot tout en laissant libre l'extrémité de l'électrode centrale. Cette configuration a pour but de réduire les risques de création de décharges électriques qui partent du culot et se propagent le long de la pièce isolante en suivant l'axe de l'électrode centrale. Ce mode d'obtention des décharges n'est en effet pas désiré car il diminue l'efficacité de la bougie. Des variantes de réalisation permettent de réduire les renforcements du champ électrique en supprimant notamment les angles droits sur ledit épaulement à l'origine d'arcs électriques entre la pièce isolante et le culot, nuisibles à l'efficacité de la bougie.

[0008] Cette architecture amène des contraintes de fabrication et des contraintes de montage, il faut par exemple monter la pièce de matière isolante dans le culot en sens inverse du fait de l'épaulement en extrémité de la pièce isolante.

[0009] Dans la publication FR2881281, il est décrit une bougie à génération de plasma de type précité dont la surface de l'isolateur en regard des deux électrodes est métallisée. FR 2881281 décrit le préambule des revendications 1 et 9.

[0010] La métallisation de l'isolateur réduit les risques de claquage électrique entre les surfaces en regard de l'isolateur et des électrodes. En effet, du fait du contact entre les électrodes et la surface métallisée de l'isolateur, les deux surfaces en regard sont au même potentiel, ce qui empêche la création d'étincelles dans cette zone. Des problèmes apparaissent cependant en bordure de la zone de métallisation sur l'isolateur en regard du culot. Comme il est difficile de contrôler l'arrêt de la métallisation juste au niveau de l'extrémité inférieure du culot, deux configurations apparaissent qui engendrent l'une et l'autre des risques de claquage électriques entraînant des étincelles de surface entre l'électrode centrale et le culot :

• l'arrêt de métallisation dépasse l'extrémité inférieure du culot. Cet arrêt vif présente une « pointe » de renforcement du champ électrique et augmente les risques de produire des claquages sur la surface de l'isolateur entre l'électrode centrale et le culot relié à la masse.
• l'arrêt de métallisation est faite avant l'extrémité inférieure du culot. Cette configuration peut provoquer des décharges entre l'isolateur et le culot du fait de différences importantes de potentiel et entraîne le risque de production de claquage sur la surface de l'isolateur entre l'électrode centrale et le culot.

Objet de l'invention

[0011] L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. Pour y parvenir, l'invention présente une bougie multi-étincelles où l'extrémité du culot côté de la tête de bougie est mécaniquement liée avec la pièce isolante.

Exposé de l'invention

[0012] L'invention concerne ainsi une bougie d'allumage destinée à équiper une chambre à combustion de moteur à combustion interne et qui comporte une électrode centrale de forme cylindrique constituée d'un matériau de type conducteur, qui comprend une extrémité supérieure et une extrémité inférieure, prévue pour être disposée dans la chambre à combustion, une pièce de forme sensiblement tubulaire, en une matière isolante électriquement qui comprend une partie supérieure et une partie inférieure, et qui entoure l'électrode centrale sur une portion de sa longueur de façon à ce que l'extrémité inférieure de l'électrode centrale dépasse de la partie inférieure de la pièce de matière isolante, un culot en matériau de type conducteur, de forme sensiblement tubulaire qui comprend une partie supérieure et une partie inférieure comportant un tronçon d'extrémité, et qui entoure la pièce de matière isolante sur une portion de sa longueur de façon à ce que la partie inférieure de la pièce de matière isolante dépasse de la partie inférieure du culot.

[0013] L'invention est caractérisée en ce que la pièce de matière isolante comporte une gorge annulaire sur sa périphérie extérieure, au niveau de l'extrémité inférieure du culot, et en ce que ladite pièce est métallisée sur toute sa surface extérieure depuis son extrémité supérieure jusqu'en bordure de la gorge et en ce que le tronçon d'extrémité inférieure du culot est disposé dans la gorge. Par tronçon d'extrémité du culot, on entend une partie dudit culot située en bordure et s'étendant sur quelques millimètres.

[0014] La surface externe de la pièce isolante en regard avec le culot est métallisée afin d'assurer une continuité électrique entre la pièce isolante et le culot. Le but est d'empêcher la création de décharges électriques entre les deux surfaces en regard. Grâce à l'invention, le tronçon d'extrémité est disposé dans la gorge pour être ainsi inséré en partie de la pièce isolante, et est occulté par ce fait par rapport à l'extrémité inférieure de l'électrode centrale. Les problèmes liés à l'arrêt de métallisation de la pièce isolante à l'extrémité inférieure du culot sont d'autant réduits, voire supprimés.

[0015] Selon une caractéristique de l'invention, la largeur et la profondeur de la gorge annulaire de la pièce isolante sont adaptées de sorte que la section libre du tronçon d'extrémité inférieure du culot soit contenue en totalité dans la gorge.

[0016] Les dimensions de la gorge sont définies pour que la section d'extrémité inférieure du culot soit enfouie dans la gorge. L'enfouissement de ladite section permet de garantir une bonne tenue mécanique de la bougie face au niveau de pression dans la chambre de combustion, d'autant plus qu'il est réalisé par déformation mécanique.

[0017] Avantageusement, la gorge annulaire de la pièce de matière isolante contient du ciment isolant électriquement.

[0018] Le ciment favorise les contacts entre l'extrémité du culot une fois déformée et la pièce isolante. Le but est d'assurer une bonne évacuation de la chaleur de la pièce isolante vers le culot et vers la culasse, et d'assurer également l'étanchéité de la bougie, tout en occultant l'extrémité du culot par rapport à l'électrode centrale.

[0019] Avantageusement, le tronçon d'extrémité inférieure du culot est d'épaisseur réduite.

[0020] La section inférieure du tronçon d'extrémité est destinée à être noyée dans la gorge annulaire remplie de ciment. L'épaisseur réduite du tronçon facilite l'insertion, notamment par déformation, du tronçon et le noyage de la section d'extrémité dans la gorge annulaire.

[0021] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, le diamètre intérieur de la partie inférieure du culot est sensiblement égal au diamètre extérieur de la partie inférieure de la pièce de matière isolante.

[0022] Ces caractéristiques dimensionnelles facilitent le montage de la pièce isolante.

[0023] Avantageusement, la surface interne de la pièce isolante entourant l'électrode centrale est métallisée.

[0024] La surface interne de la pièce isolante métallisée et l'électrode centrale sont en contact et sont donc au même potentiel.

[0025] Avantageusement, la pièce isolante est de type mono-corps et comporte deux alésages centraux de diamètres différents, le premier pour le positionnement d'une bobine d'inductance, et le second pour le positionnement de l'électrode centrale.

[0026] Le nombre de pièces constituant la bougie est réduit et leur montage est facilité.

[0027] Dans un mode de réalisation de la bougie selon l'invention qui n'est pas limitatif, le culot comporte un premier alésage en partie supérieure et un deuxième alésage en partie inférieure, coaxiaux et de diamètres différents, et l'ensemble formé par la pièce de matière isolante et l'électrode centrale est emboité dans le culot par la partie supérieure du culot, et fixé dans le culot par collage, avec un dépôt de colle de préférence céramique, dans le fond du premier alésage de la partie supérieure du culot.

[0028] Le culot comporte deux alésages de diamètres sensiblement différents, un premier alésage en partie supérieure de diamètre supérieur à celui du deuxième alésage en partie inférieure. Cette configuration permet un montage facile par emboîtement de la pièce isolante dans le / culot par la partie supérieure du culot. Le collage est effectué de préférence par un dépôt de colle dans le fond du premier alésage en partie supérieure du culot afin de garantir un collage étanche et homogène.

[0029] Le mode de fabrication de la bougie selon l'invention comporte une étape de remplissage de la gorge annulaire avec du ciment de préférence de type céramique, suivie d'une étape de déformation mécanique du tronçon d'extrémité inférieure du culot vers le fond de la gorge.

[0030] La gorge annulaire est remplie de ciment, puis le tronçon d'extrémité est déformé vers le fond de la gorge, ce qui assure un bon contact entre le ciment et le tronçon d'extrémité du culot.

[0031] Avantageusement, le procédé de fabrication de l'invention comporte une étape de rectification de la surface de ciment de la gorge annulaire de la pièce isolante, après séchage du ciment, pour éviter tout débordement de matière.

[0032] La section d'extrémité inférieure du culot est coulée dans la gorge remplie de ciment céramique. Après séchage du ciment, la surface de ciment au niveau de la gorge est rectifiée afin de supprimer tout angle vif et obstacle et de réduire les risques de propagation d'arc électrique sur la surface d'extrémité inférieure de la pièce isolante.

[0033] Avantageusement, une bobine d'induction conique comportant une partie supérieure et une partie inférieure avec une douille à ressort en son extrémité inférieure est insérée dans l'alésage central en partie supérieure de la pièce isolante.

[0034] L'alésage conique en partie supérieure de la pièce isolante est adapté à accueillir la bobine d'induction, ce qui rend le montage simple, tout en réduisant l'encombrement du dispositif.

[0035] Avantageusement, la bobine d'induction conique est fixée à la pièce isolante par un collage sur sa surface extérieure périphérique.

[0036] La bobine d'induction conique étant introduite dans l'alésage conique en partie supérieure de la pièce isolante, la colle sur la surface périphérique de la bobine permet d'assurer un contact sans vide entre la bobine et la pièce isolante grâce à la conicité de l'assemblage, tout en assurant la fixation de ladite bobine vis-à-vis de la pièce isolante.

[0037] Avantageusement, la douille à ressort est enclenchée sur l'extrémité supérieure de l'électrode centrale, en fin de coulissement de la bobine dans l'alésage central de la pièce isolante.

[0038] La douille est adaptée pour être connectée à l'extrémité supérieure de l'électrode centrale, ce qui simplifie le montage de l'ensemble.

[0039] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront mieux dans la description détaillée qui suit et se réfère aux dessins en annexe, donnés uniquement à titre d'exemple pour illustrer un mode préféré de réalisation de cette invention.

Description des dessins

[0040] 

• La figure 1 représente de manière schématique une vue de coupe d'une pièce isolante et d'une électrode centrale d'une bougie selon la présente invention.
• Les figures 2 et 3 représentent de manière schématique une vue de coupe de la mise en place de la pièce isolante dans un culot de bougie.
• La figure 4 représente de manière schématique une vue de coupe de l'étape de déformation de l'extrémité du culot.
• La figure 5 représente de manière schématique une vue de coupe de la bougie lors de la connexion d'une bobine d'induction.
• La figure 6 représente de manière schématique une vue de coupe de la bougie assemblée.
• Les figures 7 et 8 représentent de manière schématique une vue de coupe de la bougie plasma multi-étincelles selon l'invention lors de l'étape de connexion dans la culasse.

Exposé d'un mode de réalisation de l'invention

[0041] Selon l'invention, en référence à la figure 1, une électrode 10 de forme sensiblement cylindrique en matériau conducteur, et comprenant une extrémité supérieure 18 et une extrémité inférieure 17 prévue pour être en contact avec le mélange gazeux, est maintenue par tout moyen (brasure, collage, frittage...) assurant un contact serré, dans un alésage d'une pièce isolante 11 de façon à ce que l'extrémité inférieure 17 de l'électrode dépasse de la pièce 11.

[0042] La pièce isolante 11 est de type mono-corps et comporte deux tronçons en extrémité 33 et 35 de forme sensiblement tubulaire et de diamètres extérieurs différents et un troisième tronçon 34 faisant la liaison entre les deux tronçons 33 et 35. Le premier tronçon 35 entoure l'électrode centrale 10 sur une portion de sa surface externe, et possède une gorge annulaire 19 proche de l'extrémité inférieure 17 de l'électrode centrale 10. Le second tronçon 33 de diamètre extérieur sensiblement plus grand comporte un alésage intérieur 22 légèrement conique. Le diamètre moyen de cet alésage est sensiblement plus important que le diamètre externe de l'électrode 10 centrale. L'alésage intérieur est réalisé de telle sorte que l'extrémité supérieure 18 de l'électrode centrale 10 débouche dans cet alésage.

[0043] Toute la surface extérieure des tronçons 33 et 34 de la pièce isolante 11 est recouverte d'une couche de matière métallique. La surface extérieure du tronçon 35 étant métallisée depuis sa jonction avec le tronçon 34 jusqu'au bord de la gorge annulaire 19, une métallisation d'une partie de la gorge est tolérée car sans conséquence sur le fonctionnement de la bougie.

[0044] Avantageusement, la surface intérieure 32 de la pièce isolante 11 entourant l'électrode centrale, tel que représenté en figures 2 et 3, peut être recouverte d'une couche de matière métallique.

[0045] La pièce isolante 11 est emboitée dans une enveloppe en matériau métallique tel que l'acier qui comporte deux alésages de diamètres différents pour entourer les tronçons 33 à 35 de la pièce isolante.

[0046] Cette enveloppe en acier est le culot 12 de la bougie et comporte deux tronçons 36 et 37 de diamètres extérieurs sensiblement différents, séparés par une gorge 30. Le tronçon 36 présente un diamètre extérieur supérieur à celui du tronçon 37. La surface extérieure 29 du tronçon 37, excepté le tronçon d'extrémité 14, est filetée. Ce dernier comporte un tronçon d'extrémité inférieure 14 d'épaisseur plus faible, tel qu'il sera expliqué ultérieurement.

[0047] Le montage de l'isolant 11 et de l'électrode 10 dans le culot 12 est illustré dans la figure 2. Un sous-ensemble formé de la pièce isolante 11 et de l'électrode 10 est introduit par l'extrémité libre du tronçon 36 du culot 12 et poussé dans un alésage 20 vers l'extrémité intérieure du tronçon 36, le fond de cet alésage reprend la forme en biseau du tronçon de liaison 34 de la pièce isolante 11. Une couche de colle 25 est disposée de façon préférentielle sur le fond 24 de cet alésage afin d'assurer la fixation de la pièce isolante 11 avec le culot 12. Le dépôt de colle sur le fond du premier alésage 20 du culot garantit un collage étanche et homogène. Après assemblage, la bougie 1 présente la structure illustrée en figure 3 où le tronçon d'extrémité inférieure 14 du culot 12 est disposé au niveau de la gorge annulaire 26.

[0048] Par ailleurs, en référence à la figure 4, la gorge annulaire 19 est préalablement remplie de ciment céramique 26 non durci.

[0049] Selon un aspect important de l'invention, la largeur et la profondeur de la gorge annulaire 19 de la pièce isolante sont adaptées pour recevoir la section d'extrémité du tronçon 14 du culot 12 dans sa totalité. Le tronçon d'extrémité inférieure 14 du culot 12, ayant une section réduite, est ensuite déformé mécaniquement vers le fond de la gorge 19, de préférence par sertissage à chaud ou à froid, ce qui assure une bonne tenue mécanique du sous-ensemble formé du culot 12 et de la pièce isolante 11.

[0050] Les dimensions de la gorge sont adaptées afin que la section d'extrémité du tronçon 14 du culot soit complètement coulée dans le ciment de la gorge après déformation, de telle sorte qu'aucune partie de la section d'extrémité du tronçon 14 ne reste en surface extérieure de la pièce isolante 11 afin de réduire les risques d'arcs électriques. Par section d'extrémité, on entend la surface axiale d'extrémité du tronçon. L'excès de ciment céramique 26 qui en découle suite à cette opération est enlevé. La surface de la gorge 19, remplie avec le ciment céramique est rectifiée après la prise du ciment.

[0051] Le ciment céramique 26 assure ainsi un très bon contact entre la pièce isolante 11 et le culot 12 et aussi l'évacuation de la chaleur de la pièce isolante 11 vers le culot 12. Le ciment céramique 26 assure également l'étanchéité de la bougie 1 ainsi constituée.

[0052] La bougie selon l'invention comporte une extrémité inférieure où l'électrode centrale dépasse de la pièce isolante 11, cette dernière ayant des contacts serrés avec l'électrode centrale et le culot, qui assure aussi la fixation de la bougie dans la culasse. La section d'extrémité inférieure du culot est noyée dans la gorge définie dans la pièce isolante. Un ciment, de préférence céramique, recouvre la gorge et assure un excellent contact entre la pièce isolante et le tronçon inférieur du culot.

[0053] Cette configuration réduit très fortement les risques, consécutifs à l'arrêt de métallisation de la surface externe de la pièce isolante en regard avec le culot, de claquages entre la pièce isolante et le culot et de production de décharges sur la surface de l'isolateur entre l'électrode centrale et le culot.

[0054] Cette configuration assure également une bonne résistance mécanique de l'extrémité inférieure de la bougie, ou tête de bougie, destinée à être disposée dans la chambre à combustion, face aux fortes pressions, qui peuvent être supérieures à 100 bars.

[0055] Cette configuration assure également un bon transfert de chaleur de l'électrode vers la pièce isolante, puis vers le culot et la culasse.

[0056] Le montage et l'assemblage du reste de la bougie sont décrits (à titre d'exemple) aux figures 5 à 8, selon un mode préféré de réalisation.

[0057] En référence à la figure 5, une bobine 15 est enroulée sur un mandrin conique ayant sensiblement le même angle que l'alésage 22 du second tronçon 33 de la pièce isolante, environ 1 à 2 °, et qui est conformé pour assurer un contact sans jeu avec la pièce isolante 11. Cette bobine 15 est ainsi introduite dans l'alésage 22. Elle comporte avantageusement une douille à ressort 16 disposée à l'avant de la bobine selon le sens d'introduction de ladite bobine, le diamètre intérieur de la douille étant adapté au diamètre de l'extrémité supérieure 18 de l'électrode centrale, et la douille étant connectée électriquement à la bobine.

[0058] Selon une mise en oeuvre de l'invention, la paroi 28 de l'alésage 22 dans le second tronçon 33 de la pièce isolante est recouverte de colle, de préférence une résine d'imprégnation, permettant de fixer la bobine inductive 15 à la pièce isolante 11, sans jeu entre la bobine 15 et la pièce isolante 11. Ainsi, en fin de coulissement de la bobine 15 dans l'alésage 22, la douille se connecte mécaniquement à l'extrémité supérieure 18 de l'électrode centrale 10, assurant ainsi la liaison électrique entre l'électrode 10 et la bobine 15. En variante, la colle peut être disposée sur la bobine, ou sur les deux pièces à coller.

[0059] La bougie assemblée est illustrée par la figure 6.

[0060] Les figures 7 et 8 illustrent le positionnement de ladite bougie 1 dans une culasse 13. Un joint d'étanchéité 31, de préférence métallique, est mis en place dans la gorge 30 du culot 12 pour assurer l'étanchéité de l'assemblage. La culasse 13 possède un alésage 42 en partie supérieure et un alésage 43 en partie inférieure, débouchant dans la chambre à combustion, avec des diamètres différents. L'alésage en partie inférieure est fileté et destiné à accueillir la partie inférieure 37 filetée du culot. La bougie 1 est vissée dans l'alésage 43 de la culasse 13, jusqu'à ce le joint torique 31 vienne en appui sur le fond de l'alésage supérieur 42. La bougie est ainsi fixée dans la culasse 13 avec l'extrémité inférieure 17 de l'électrode 10 dans la chambre à combustion, en contact avec les mélanges gazeux.

[0061] Le diamètre extérieur du tronçon inférieur 35 de la pièce isolante 11 est inférieur au diamètre intérieur du culot 12, ce qui permet un montage d'une pièce isolante de type mono-corps. Ce montage est simple par emboîtement et fixation par collage.

[0062] L'invention n'est pas limitée aux différents modes de réalisation décrits ci-dessus.

[0063] L'invention peut être adaptée sur des bougies dont la pièce isolante n'est pas de type mono-corps.

[0064] Le matériau isolant de la pièce isolante est préférentiellement une céramique présentant une tension de claquage supérieure à 20KV/mm.

[0065] La métallisation des surfaces externes et internes de la pièce isolante se fait par tout procédé de métallisation, par exemple par application de couches métalliques, à base d'argent ou d'alliages métalliques, par pinceau ou projection et séchage, puis passage de la pièce isolante dans un four à atmosphère réductrice.

[0066] La métallisation des surfaces externes de la pièce isolante peut être appliquée seulement sur les tronçons 34 et 35, entourant l'électrode centrale 10. La surface extérieure du second tronçon 33 de la pièce isolante peut être entourée par une enveloppe de matériau conducteur de préférence à base de cuivre ou d'argent ou d'aluminium ou d'or.

[0067] Le ciment céramique peut être un produit à base de poudre d'alumine.

[0068] Par ailleurs, l'extrémité inférieure de l'électrode centrale disposée dans la chambre à combustion peut être de forme différente.

Revendications

1. Bougie d'allumage destinée à équiper une chambre à combustion de moteur à combustion interne et qui comporte :

- une électrode centrale (10) de forme cylindrique constituée d'un matériau de type conducteur, qui comprend une extrémité supérieure (18) et une extrémité inférieure (17) prévue pour être disposée dans la chambre à combustion,

- une pièce (11) de forme sensiblement tubulaire, en une matière isolante électriquement qui comprend une partie supérieure (33) et une partie inférieure (35), et qui entoure l'électrode centrale (10) sur une portion de sa longueur de façon à ce que l'extrémité inférieure (17) de l'électrode centrale dépasse de la partie inférieure de la pièce de matière isolante,

- un culot (12) en matériau de type conducteur, de forme sensiblement tubulaire qui comprend une partie supérieure (36), et une partie inférieure (37) comportant un tronçon d'extrémité (14), et qui entoure la pièce de matière isolante sur une portion de sa longueur de façon à ce que la partie inférieure de la pièce de matière isolante (11) dépasse de la partie inférieure du culot,

caractérisée en ce que la pièce de matière isolante (11) comporte une gorge annulaire (19), sur sa périphérie extérieure, au niveau de l'extrémité inférieure du culot, en ce que la pièce de matière isolante (11) est recouverte d'une couche de matière métallisée sur toute sa surface extérieure depuis son extrémité supérieure jusqu'en bordure de la gorge (19), et en ce que le tronçon d'extrémité (14) inférieure du culot (12) est disposé dans la gorge (19).

2. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tronçon d'extrémité (14) inférieure du culot (12) est disposé dans la gorge (19) par déformation mécanique.

3. Bougie d'allumage selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la largeur et la profondeur de la gorge annulaire (19) de la pièce isolante (11) sont adaptées de sorte que la section libre du tronçon d'extrémité (14) inférieure du culot (12) soit contenue en totalité dans la gorge (19).

4. Bougie d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la gorge (19) annulaire de la pièce de matière isolante contient du ciment isolant électriquement (26).

5. Bougie d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tronçon d'extrémité (14) inférieure du culot (12) est d'épaisseur réduite.

6. Bougie d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le diamètre intérieur de la partie inférieure (37) du culot est sensiblement égal au diamètre extérieur de la partie inférieure (35) de la pièce de matière isolante (11).

7. Bougie d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface interne de la pièce isolante en regard avec l'électrode centrale est métallisée.

8. Bougie d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce isolante (11) est de type mono-corps et comporte deux alésages centraux de diamètres différents, le premier pour le positionnement d'une bobine d'inductance, et le second pour le positionnement de l'électrode centrale.

9. Procédé de fabrication d'une bougie d'allumage qui comporte :

- une électrode centrale (10), constituée d'un matériau de type conducteur, de forme cylindrique constituée d'un matériau de type conducteur, qui comprend une extrémité supérieure (18) et une extrémité inférieure (17),

- une pièce (11) de forme sensiblement tubulaire, en une matière isolante électriquement, qui comprend une partie supérieure (33) et une partie inférieure (35), qui entoure l'électrode centrale (10) sur une portion de sa longueur de façon à ce que l'extrémité inférieure (17) de l'électrode centrale dépasse de la partie inférieure de la pièce de matière isolante, et qui comporte une gorge annulaire (19), sur la périphérie extérieure de sa partie inférieure,

- un culot (12) en matériau de type conducteur, de forme sensiblement tubulaire qui comprend une partie supérieure (36), et une partie inférieure (37) comportant un tronçon d'extrémité (14), et qui entoure la pièce de matière isolante sur une portion de sa longueur de façon à ce que la partie inférieure de la pièce de matière isolante (11) dépasse de la partie inférieure du culot,

caractérisé en ce que :

- le culot comporte un premier alésage en partie supérieure (36) et un deuxième alésage en partie inférieure (37), coaxiaux et de diamètres différents,

- la surface extérieure de la pièce isolante est recouverte d'une couche métallique depuis sa partie supérieure (33) jusqu'en bordure de la gorge annulaire (19),

- l'ensemble formé par la pièce isolante (11) et l'électrode centrale (10), est emboîté dans le culot (12) par l'extrémité supérieure du culot, et est fixé dans le culot (12) par collage, avec un dépôt de colle de préférence céramique, dans le fond du premier alésage de la partie supérieure (36) du culot (12),

- le tronçon d'extrémité (14) inférieure du culot (12) est déformé mécaniquement dans la gorge (19).

10. Procédé de fabrication d'une bougie d'allumage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de remplissage de la gorge annulaire avec du ciment de préférence de type céramique.

11. Procédé de fabrication d'une bougie d'allumage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de rectification de la surface de ciment de la gorge annulaire (19) de la pièce isolante, après séchage du ciment, pour éviter tout débordement de matière.

12. Procédé de fabrication d'une bougie d'allumage selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce qu'une bobine d'induction conique (15) comportant une partie supérieure et une partie inférieure avec une douille à ressort (16) en son extrémité inférieure est insérée dans l'alésage central conique (22) en partie supérieure de la pièce isolante (11).

13. Procédé de fabrication d'une bougie d'allumage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la bobine d'induction conique (15) est fixée à la pièce isolante par un collage sur sa surface extérieure périphérique.

14. Procédé de fabrication d'une bougie d'allumage selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la douille à ressort (16) est enclenchée sur l'extrémité supérieure de l'électrode centrale (10), en fin de coulissement de la bobine dans l'alésage (22) central de la pièce isolante (11).

Ansprüche

1. Zündkerze, die dazu bestimmt ist, eine Verbrennungsmotorbrennkammer auszustatten und Folgendes aufweist:

- eine zentrale Elektrode (10) mit zylindrischer Form, die aus einem leitenden Werkstoff besteht, die ein oberes Ende (18) und ein unteres Ende (17) aufweist, die dazu vorgesehen ist, in der Brennkammer angeordnet zu sein,

- ein Teil (11) mit im Wesentlichen Röhrenform, aus einem elektrisch isolierenden Material, das einen oberen Teil (33) und einen unteren Teil (35) aufweist, und das die zentrale Elektrode (10) auf einem Abschnitt ihrer Länge derart umgibt, dass das untere Ende (17) der zentralen Elektrode aus dem unteren Teil des Teils aus isolierendem Material vorsteht,

- einen Sockel (12) aus leitendem Werkstoff mit im Wesentlichen Röhrenform, der einen oberen Teil (36) und einen unteren Teil (37) aufweist, der einen Endabschnitt (14) aufweist und das Teil aus isolierendem Material auf einem Abschnitt seiner Länge derart umgibt, dass der untere Teil des Teils aus isolierendem Material (11) aus dem unteren Teil des Sockels vorsteht,

dadurch gekennzeichnet, dass das Teil aus isolierendem Material (11) eine ringförmige Hohlkehle (19) auf seinem äußeren Umfang im Bereich des unteren Endes des Sockels aufweist, dass das Teil aus isolierendem Material (11) mit einer Schicht aus metallisiertem Material auf seiner gesamten äußeren Oberfläche von seinem oberen Ende bis zum Rand der Hohlkehle (19) überzogen ist, und dass der untere Endabschnitt (14) des Sockels (12) in der Hohlkehle (19) angeordnet ist.

2. Zündkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Endabschnitt (14) des Sockels (12) in der Hohlkehle (19) durch mechanische Verformung angeordnet ist.

3. Zündkerze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite und die Tiefe der ringförmigen Hohlkehle (19) des isolierenden Teils (11) derart angepasst sind, dass der freie Abschnitt des unteren Endabschnitts (14) des Sockels (12) vollständig in der Hohlkehle (19) enthalten ist.

4. Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Hohlkehle (19) des Teils aus isolierendem Material elektrisch isolierenden Zement (26) enthält.

5. Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Endabschnitt (14) des Sockels (12) verringerte Stärke aufweist.

6. Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des unteren Teils (37) des Sockels im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des unteren Teils (35) des Teils aus isolierendem Material (11) ist.

7. Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Oberfläche des isolierenden Teils gegenüber der zentralen Elektrode metallisiert ist.

8. Zündkerze nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Teil (11) des Typs aus einem Körper ist und zwei zentrale Bohrungen mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, der erste zum Positionieren einer Induktanzrolle, und der zweite zum Positionieren der zentralen Elektrode.

9. Herstellungsverfahren einer Zündkerze, die Folgendes aufweist:

- eine zentrale Elektrode (10), die aus einem leitenden Werkstoff besteht, mit zylindrischer Form, gebildet aus einem leitenden Werkstoff, die ein oberes Ende (18) und ein unteres Ende (17) aufweist,

- ein Teil (11) mit im Wesentlichen Röhrenform, aus einem elektrisch isolierenden Material, das einen oberen Teil (33) und einen unteren Teil (35) aufweist, das die zentrale Elektrode (10) auf einem Abschnitt ihrer Länge derart umgibt, dass das untere Ende (17) der zentralen Elektrode aus dem unteren Teil des Teils aus isolierendem Material vorsteht, und das eine ringförmige Hohlkehle (19) auf dem äußeren Umfang seines unteren Teils aufweist,

- einen Sockel (12) aus leitendem Werkstoff mit im Wesentlichen Röhrenform, der einen oberen Teil (36) und einen unteren Teil (37) aufweist, der einen Endabschnitt (14) aufweist und das Teil aus isolierendem Material auf einem Abschnitt seiner Länge derart umgibt, dass der untere Teil des Teils aus isolierendem Material (11) aus dem unteren Teil des Sockels vorsteht,

dadurch gekennzeichnet, dass:

- der Sockel eine erste Bohrung im oberen Teil (36) und eine zweite Bohrung im unteren Teil (37) koaxial und mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist,

- die äußere Oberfläche des isolierenden Teils mit einer Metallschicht ab seinem oberen Teil (33) bis zum Rand der ringförmigen Hohlkehle (19) überzogen ist,

- die Einheit, die aus dem isolierenden Teil (11) und der zentralen Elektrode (10) gebildet ist, in den Sockel (12) vom oberen Ende des Sockels her eingerastet und in dem Sockel (12) durch Kleben mit einer Ablagerung vorzugsweise keramischen Klebstoffs im Grund der ersten Bohrung des oberen Teils (36) des Sockels (12) befestigt ist,

- der untere Endabschnitt (14) des Sockels (12) in der Hohlkehle (19) mechanisch verformt ist.

10. Herstellungsverfahren einer Zündkerze nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt des Füllens der ringförmigen Hohlkehle mit Zement vorzugsweise keramischen Typs aufweist.

11. Herstellungsverfahren einer Zündkerze nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt des Schleifens der Zementoberfläche der ringförmigen Hohlkehle (19) des isolierenden Teils nach dem Trocknen des Zements aufweist, um jedes Überstehen von Material zu vermeiden.

12. Herstellungsverfahren einer Zündkerze nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine kegelförmige Induktanzrolle (15), die einen oberen Teil und einen unteren Teil mit einer Federhülse (16) an ihrem unteren Ende aufweist, in die zentrale kegelförmige Bohrung (22) im oberen Teil des isolierenden Teils (11) eingefügt ist.

13. Herstellungsverfahren einer Zündkerze nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die kegelförmige Induktanzrolle (15) an dem isolierenden Teil durch ein Kleben auf ihrer äußeren umfänglichen Oberfläche befestigt ist.

14. Herstellungsverfahren einer Zündkerze nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Federhülse (16) auf dem oberen Ende der zentralen Elektrode (10) am Ende des Gleitens der Rolle in der zentralen Bohrung (22) des isolierenden Teils (11) eingerastet ist.

Claims

1. Spark plug intended to be fitted in a combustion chamber of an internal combustion engine and which comprises:

- a central electrode (10) of cylindrical shape consisting of a conductive material, which includes an upper end (18) and a lower end (17), intended to be arranged in the combustion chamber,

- a component (11) substantially tubular in shape, made of an electrically insulating material which includes an upper part (33) and a lower part (35), and which surrounds the central electrode (10) over a portion of its length so that the lower end (17) of the central electrode extends beyond the lower part of the insulating material component,

- a shell (12) made of conductive material, substantially tubular in shape which includes an upper part (36) and a lower part (37) comprising an end segment (14), and which surrounds the insulating material component over a portion of its length so that the lower part of the insulating material component (11) extends beyond the lower part of the shell,

characterized in that the insulating material component (11) comprises an annular groove (19), on its outer periphery, at the lower end of the shell, in that the insulating material component (11) is covered with a layer of metalized material over its entire outer surface from its upper end up to the edge of the groove (19), and in that the lower end segment (14) of the shell (12) is arranged in the groove (19).

2. Spark plug according to Claim 1, characterized in that the lower end segment (14) of the shell (12) is arranged in the groove (19) by mechanical deformation.

3. Spark plug according to Claim 1 or 2, characterized in that the width and depth of the annular groove (19) of the insulating component (11) are adapted so that the free section of the lower end segment (14) of the shell (12) is entirely contained in the groove (19).

4. Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the annular groove (19) of the insulating material component contains electrically insulating cement (26).

5. Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the lower end segment (14) of the shell (12) is of reduced thickness.

6. Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the inner diameter of the lower part (37) of the shell is substantially equal to the outer diameter of the lower part (35) of the insulating material component (11).

7. Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the inner surface of the insulating component facing the central electrode is metalized.

8. Spark plug according to one of the preceding claims, characterized in that the insulating component (11) is of a single-body type and comprises two central bores of different diameters, the first for positioning an inductance coil, and the second for positioning the central electrode.

9. Method of manufacturing a spark plug comprising:

- a central electrode (10), consisting of a conductive material, of cylindrical shape consisting of a conductive material, which includes an upper end (18) and a lower end (17),

- a component (11) substantially tubular in shape, made of an electrically insulating material, which includes an upper part (33) and a lower part (35), which surrounds the central electrode (10) over a portion of its length so that the lower end (17) of the central electrode extends beyond the lower part of the insulating material component, and which comprises an annular groove (19) on the outer periphery of its lower part,

- a shell (12) made of conductive material, substantially tubular in shape which includes an upper part (36) and a lower part (37) comprising an end segment (14), and which surrounds the insulating material component over a portion of its length so that the lower part of the insulating material component (11) extends beyond the lower part of the shell,

characterized in that:

- the shell comprises a first bore in the upper part (36) and a second bore in the lower part (37), which are coaxial and of different diameters,

- the outer surface of the insulating component is covered with a metal layer from its upper part (33) up to the edge of the annular groove (19),

- the unit formed by the insulating component (11) and the central electrode (10) is fitted into the shell (12) via the upper end of the shell, and is attached in the shell (12) by bonding, with a deposit of preferably ceramic adhesive, in the bottom of the first bore of the upper part (36) of the shell (12),

- the lower end segment (14) of the shell (12) is mechanically deformed in the groove (19).

10. Method of manufacturing a spark plug according to the preceding claim, characterized in that it comprises a step of filling the annular groove with preferably ceramic cement.

11. Method of manufacturing a spark plug according to the preceding claim, characterized in that it comprises a step of grinding the cement surface of the annular groove (19) of the insulating component, after the cement has dried, for preventing any overlap of material.

12. Method of manufacturing a spark plug according to one of Claims 9 to 11, characterized in that a conical induction coil (15) comprising an upper part and a lower part with a spring socket (16) at its lower end is inserted into the conical central bore (22) in the upper part of the insulating component (11).

13. Method of manufacturing a spark plug according to the preceding claim, characterized in that the conical induction coil (15) is attached to the insulating component by bonding on its outer peripheral surface.

14. Method of manufacturing a spark plug according to the preceding claim, characterized in that the spring socket (16) is engaged on the upper end of the central electrode (10), at the end of sliding of the coil in the central bore (22) of the insulating component (11).

Dessins