Brevet FR2490888A1 — publié le 19820326

L'invention concerne une bougie d'allumage à pointe incandescente pour moteurs à combustion interne, dans laquelle, à l'intérieur de son tube à incandescence métallique à paroi mince, est disposé un enroulement de fil de résistance s'étendant axialement, qui est enrobé par une masse électriquement isolante, bonne conductrice de la chaleur qui le maintient écarté latéralement du tube, cet enroulement étant fixé par son extrémité côté branchement, à une tige de branchement pourvue d'un tourillon de centrage, et étant immobilisé, par son extrémité côté allumage, dans le fond de fermeture du tube, le diamètre intérieur de la portion d'allumage du tube à incandescence étant inférieur au diamètre intérieur du reste du tube. D'après la demande de brevet DE P 29 35 424, on connatt déjà une bougie d'allumage de ce type dans laquelle, cependant, se produisent fréquemment des court-circuits entre l'enroulement de fil de résistance et le corps tubulaire incandescent, parce que, lors du soudage de fixation de l'enroulement de fil de résistance dans le fond du tube incandescent, cet enroulement n'est pas aligné avec la tige de branchement de la bougie. La cause de ce défaut d'alignement réside dans le soudage du mince fil de résistance enroulé en au moins deux points, à savoir, d'une part, le soudage de l'une des extrémités de cet enroulement sur la tige de branchement, et, d'autre part, le soudage de l'autre extrémité de l'enroulement dans le fond du tube incandescent, ainsi que éventuellement dans le soudage de jonction entre des parties de l'enroulement faites de fils de diamètre et/ou de matériau différent. L'invention a pour objet une bougie d'allumage à incandescence du type ci-dessus, caractérisée en ce que le diamètre intérieur de la portion d'enroulement de fil de résistance qui s'étend, allongé, en premier dans la portion d'allumage du tube, est inférieur au diamètre intérieur de la seconde portion d'enroulement de -fil de résistance qui se raccorde à la première portion, la portion d'extrémité de la tige de branchement possédant un tourillon de guidage coaxial dont le diamètre est un peu inférieur à celui de la première portion de l'enroulement et qui est maintenu espacé de la seconde portion, étirée, de l'enroulement. La bougie conforme à l'invention présente l'avantage que des court-circuits dus à un défaut d'alignement de l'enroulement de fil de résistance avec l'axe de branchement sont largement exclus. L'invention s'étend à divers modes de réalisation, la première portion de l'enroulement de fil de résistance qui se trouve dans la portion d'allumage du tube à incandescence, et qui forme l'enroulement chauffant, possède un coefficient de résistance en fonction de la température qui est différent de celui de la seconde portion de l'enroulement de résistance qui se trouve dans le corps du tube et qui forme un enroulement de réglage, et notamment un coefficient inférieur à ce dernier. Suivant une autre caractéristique, il est prévu, dans l'axe de branchement, un rétrécissement de section transversale, au moyen duquel peut s'établir une évacuation de chaleur souhaitée outre la tige de branchement et le tourillon de guidage conforme à l'invention. La description ci-après se rapporte à un exemple de réalisation de l'invention avec référence à la figure unique annexée qui représente une vue en coupe longitudinale à échelle agrandie d'une portion d'une bougie à incandescence conforme à l'invention. Les bougies à incandescence pour moteurs à combustion interne sont connues depuis longtemps (voir brevets DE 1 119 598 et 1 190 254). Sous la désignation de "bougies à incandescence" sont comprises également les bougies dites à flamme" qui comportent une amenée supplémentaire de carburant, décrites, par exemple, dans le brevet DE 1 301 631. La portion côté allumage de la pointe incandescente 10 de cette bougie est constituée essentiellement d'un tube incandescent 11, de la tige de branchement 12 pénétrant à l'in- térieur de ce tube, et d'un enroulement de fil de résistance 14 qui est fixé, d'un côté, sur la tige de branchement 12, et, de l'autre caté, sur le fond du tube incandescent 13. Une masse électriquement isolante et bonne conductrice de la chaleur 15 remplit le reste de l'espace intérieur du tube 11. Le tube incandescent 11 est fait d'un matériau réfractaire à la chaleur et à la corrosion, par exemple un alliage de nickel de la marque commerciale "Inconel", et il présente une épaisseur de paroi de par exemple 0,5 mm, qui est maintenue essentiellement dans toutes les parties du tube 11. Tandis que la portion d'allumage 11/1 du tube présente un diamètre de 4,5 mm, le corps de tube 11/2 qui s'y raccorde du côté branchement présente un diamètre extérieur de 6 mm ; L'échauffement est très rapide en raison de la capacité calorifique de la portion d'allumage 11/1. Cette portion d'allumage 11/1 du tube a une longueur de 8 millimètres, mais suivant l'emploi, elle peut astre comprise entre 5 et 15 mm. La compacité particulièrement importante de la masse de remplissage 15, constituée par exemple d'oxyde de magnésium contribue également à l'échauffement rapide de cette portion du tube à incandescence 11/1. Cette compacité est, dans cette partie, encore plus importante que dans la zone du corps de tube 11/2. Elle est obtenue, d'une manière connue, par un matriçage du tube ll La tige de branchement 12, dont l'extrémité, caté branchement, est réunie à une source de courant (non représentée). A son extrémité qui pénètre dans le tube 11, il présente une portion de forme annulaire longue de 6 mm qui est pourvue de gorges longitudinales 16, par exemple en forme de cannelures. Dans l'une de ces cannelures 16 est appliquée l'extrémité repliée 14/1 de l'enroulement du fil de résistance, et on l'y fixe par soudage. On a avantage à effectuer à cet effet une soudure par résistance, et les cannelures 16 ont une dimension telle, que le fil d'une épaisseur de 0,35 mm, fasse partiellement saillie hors de cette cannelure. En raison du nombre de cannelures 16 prévues sur la tige de branchement 12, on peut pratiquement placer comme on le désire l'extrémité de l'enroulement 14/1. Les cannelures peuvent être réalisées sur l'axe 12/1 par strige pendant la fabrication de la tige sur un tour automatique. La portion d'extrémité 14/1 de l'enroulement de fil de résistance fait partie de la portion 14/2 qui est introduite à l'intérieur du corps 11/2 du tube à incandescence, et elle est disposée axialement sur le branchement 12 au moyen d'un tourillon de centrage 17 qui se raccorde du caté allumage aux cannelures longitudinales 16. Cette seconde portion de l'enroulement de fil de résistance 14/2 est de préférence constituée comme un enroulement dit de réglage, qui est constitué d'un matériau à coefficient positif élevé de résistance en fonction de la température, tel que par exemple du nickel, et qui présente un diamètre intérieur de 3 millimètres et forme 20 spires. A cet enroulement de réglage 14/2 se raccorde, du côté allumage, une autre portion 14/3 de l'enroulement de filde résistance, qui est relié à l'enroulement de réglage 14/2 par soudage et qui est introduit dans la portion d'allumage 11/1 du tube incandescent comme enroulement chauffant proprement dit. Cet enroulement chauffant 14/3 est constitué par un alliage classique de conducteur chauffant tel que par exemple Cr Al 20/5. I1 présente un diamètre de fil de 0,35 mm et il est soudé dans le fond du tube à incandescence par sa portion d'extrémité côté allumage. Son diamètre extérieur est de 2,4 millimètres. En raison de la connexion en série de l'enroulement chauffant 14/3 et de l'enroulement de réglage 14/2, l'enroulement chauffant 14/3 est tout d'abord, de la façon connue, rapidement échauffé lors du passage de courant. Cependant la valeur de résistance de l'enroulement de réglage 14/2 augmente avec la température croissante, ce qui limite le flux de courant et s'oppose ainsi à une surcharge de l'enroulement de fil de résistance 14. Au tourillon de centrage 17 se raccorde, du côté allumage, et coaxialement à la tige de branchement 12, un tourillon de guidage 18, qui présente un diamètre de 1,7 mm et est pourvu d'une extrémité libre 18/1 amincie coniquement. La transition entre le tourillon de centrage 17 et le tourillon de guidage 18 est de préférence réalisée sous la forme d'un rétrécissement de diamètre 18/2, (par exemple sous la forme d'une gorge annulaire ou également d'une gorge longitudinale), qui peut servir pour régler l'évacuation de la chaleur à partir du tourillon de guidage 18 sur la tige de branchement 12. Le tourillon de guidage 18 remplit deux fonctions. D'une part, il sert d'élément auxiliaire de montage du corps de bougie 10, par le fait qu'il aligne l'enroulement de réglage 14/2 et l'enroulement de chauffage 14/3 coaxialement à la tige de branchement 12 et permet de souder coaxialement l'extrémité côté allumage de l'enroulement chauffant 14/3 dans le fond du tube à incandescence 13. D'autre part, quand l'enroulement chauffant 14/3 est soudé sur le fond du tube 13, l'axe de branchement 12 est ramené en arrière dans la mesure désirée, à la suite de quoi l'enroulement de réglage 14/2 et l'enroulement chauffant 14/3 sont étirés jusqu'à leur longueur correcte, et leurs spires individuelles correctement espacées. Lors de ce retrait de la tige de branchement 12, le tourillon de guidage 18 sort de l'enroulement chauffant 14/3 et n'est plus en contact avec lui.Le diamètre intérieur de l'enroulement de réglage 14/2 est suffisamment grand pour que ce dernier ne vienne pas non plus en contact avec le tourillon de guidage 18. La seconde fonction du tourillon de guidage 18 consiste en ce que, dans le tourillon de guidage 18 qui se trouve dans l'espace annulaire qui entoure l'enroulement de réglage 14/2, doit évacuer une quantité de chaleur déterminée de l'enroulement 14/2 sur l'axe de branchement 12, ce qui fait que l'échauffement de l'enroulement est plus lent. Le tourillon de guidage 18 constitue, avec le rétrécissement de section transversale 18/2, un moyen pour influencer la durée de l'échauffement élevé de l'enroulement chauffant 14/3. Le rétrécissement conique d'extrémité 18/1 du tourillon de guidage 18 sert à faciliter ltenfichage de l'enroulement de résistance 14 sur le tourillon 18. En vue d'assurer que, entre l'enroulement de fil de résistance 14 et le tourillon de guidage 18, aucun courtcircuit ne peut se produire, on a avantage à prévoir une isolation électrique, non représentée, sur le tourillon 18. Une telle isolation peut consister en une couche d'oxyde d'aluminium de revêtement. Un tourillon de guidage 18 peut également trouver son emploi dans les pointes à incandescence dans lesquelles l'enroulement de fil de résistance 14 est constitué d'un seul matériau, par exemple d'un alliage de nickel. Le cas échéant, l'enroulement chauffant peut avoir une section transversale différente de celle de l'enroulement de réglage. R E V E N D I C A T I O N S 10) Bougie d'allumage à pointe incandescente pour moteurs à combustion interne, dans laquelle, à l'intérieur de son tube à incandescence métallique à paroi mince, est disposé un enroulement de fil de résistance s'étendant axialement, qui est enrobé par une masse électriquement isolante, bonne conductrice de la chaleur qui le maintient écarté latéralement du tube, cet enroulement étant fixé par son extrémité c8té branchement, à une tige de branchement pourvue d'un tourillon de centrage, et étant immobilisé, par son extrémité côté allumage, dans le fond de fermeture du tube, le diamètre intérieur de la portion d'allumage du tube à incandescence étant inférieur au diamètre intérieur du reste du tube, bougie caractérisée en ce que le diamètre intérieur de la portion (14/3) d'enroulement de fil de résistance qui s'étend, allongé, en premier dans la portion d'allumage (11/1) du tube, est inférieur au diamètre intérieur de la seconde portion (14/2) d'enroulement de fil de résistance qui se raccorde à la première portion (14/3), la portion d'extrémité de la tige de branchement (12) possédant un tourillon de guidage coaxial (18) dont le diamètre est un peu inférieur à celui de la première portion (14/3) de l'enrou- lement et qui est maintenu espacé de la seconde portion (14/2) étirée, de l'enroulement. 20) Bougie à incandescence suivant la revendication 1, caractérisée en ce que laextrémité libre du tourillon de guidage (18) est effilée en cône (18/1). 30) Bougie suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le tourillon de guidage (18) de la tige de branchement (12) porte une isolation électrique de surface. 40) Bougie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la première portion (14/3) de l'enroulement de fil de résistance (14) qui se trouve dans la portion d'allumage (11/1) du tube à incandescence, et qui forme l'enroulement chauffant, possède un coefficient de résistance en fonction de la température qui est différent de celui de la seconde portion (14/2) de l'enroulement de résistance qui se trouve dans le corps (11/2) du tube, et qui forme un enroulement de réglage. 50) Bougie suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'enroulement chauffant (14/3) possède un coefficient de résistance en fonction de la température inférieur à celui de l'enroulement de réglage (14/2). 60) Bougie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le tourillon de guidage (18) de la tige de branchement (12) présente un rétrécissement de section transversale (18/2) qui se trouve de préférence au voisinage de la transition vers la tige de branchement (12) proprement dite. 70) Bougie suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la portion d'extrémité 514/2) de l'enroulement de résistance tournée vers l'axe de branchement (12) est coudée parallèlement à la tige (12) et est insérée dans une gorge longitudinale (16) de cette tige, bougie caractérisée en ce que l'extrémité de la tige de branchement (12) qui est tournée vers l'enroulement de résistance (14) présente plusieurs gorges ou cannelures longitudinales (16) sur son pourtour, dans l'une desquelles on fixe l'extrémité (14/1) de l'enroulement de résistance. 80) Bougie selon la revendication 7, caractérisée en ce que la liaison entre la tige de branchement (12) et l'enroulement (14) est réalisée par soudure, notamment soudure par résistance. 90) Bougie suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les cannelures longitudinales (16) prévues sur la tige de branchement (12) sont d'une dimension telle, que l'extrémité de l'enroulement (14) non encore soudée, engagée dans l'une de ces cannelures fasse saillie au-delà du diamètre de la zone de la tige de branchement portant les cannelures.