Brevet FR2548090A1 — publié le 19850104

L'invention concerne d'une manière générale un procédé de fabrication de culots ou corps de bougies d'allumage, et plus particulièrement un procédé pour former par extrusion à froid un culot de bougie d'allumage comportant un siège d'isolateur élevé. En raison des différents critères demandés par divers moteurs, il est nécessaire de produire des bougies d'allumage travaillant dans des plages de températures différentes A cet égard, la plage de températures d'une bougie d'allumage est déterminée en partie par le volume de la chambre entourant le bout de l'isolateur de la bougie Cette chambre est définie par le culot de la bougie et le bout de l'isolateur En général, le volume de la chambre est déterminé par la position du siège de l'isolateur à l'intérieur du culot de la bougie Autrement dit, un culot de bougie d'allumage comportant un siège d'isolateur élevé donne une chambre de volume relativement grand par rapport à un culot de bougie d'allumage comportant un siège d'isolateur bas. Des culots de bougies d'allumage comportant des sièges d'isolateursbas sont aisément fabriqués par des procédés connus d'extrusion à froid Cependant, jusqu'à présent, il n'était pas possible de fabriquer des culots de bougies d'allumage comportant des sièges d'isolateurs dont le bord inférieur était situé à plus de 0,762 cm du bas du culot sans faire appel à une opération supplémentaire d'usinage qui augmentait le coût et produisait I.' certains déchets. L'invention concerne un procédé pour former par extrusion à froid un culot de bougie d'allumage comportant un siège d'isolateur élevé, procédé dans lequel une ébauche cylindrique est découpée dans un barreau d'acier et est soumise à une série d'extrusions à froid dans une presse de formage à froid à six filières et sept postes. Conformément à la forme préférée de réalisa10 tion de l'invention, l'étape du procédé consiste à percer le voile s'étendant en travers de la cavité de l'ébauche pour former un cylindre creux présentant une extrémité supérieure ouverte et une extrémité inférieure ouverte, puis à forcer un poinçon à l'intérieur du cylindre, au15 delà de l'extrémité supérieure ouverte, pour réaliser par extrusion un anneau sur le pourtour de la surface intérieure du cylindre de telle façon que le bras inférieur de l'anneau soit à plus de 0,762 cm de l'extrémité inférieure ouverte. L'invention a pour objet principal un procédé de fabrication de culots de bougies d'allumagecomportant des sièges d'isolateursélevés, ce procédé étant d'un coût inférieur aux procédés de fabrication utilisés précédemment L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de culots de bougies d'allumage à siège d'isolateursélevés, qui fait appel à un plus faible nombre d'opérations d'usinage et qui entraîne moins de déchet que les procédés connus jusqu'à présent. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: les figures 1 à 6 sont des coupes longitudinales partielles d'une série de filières dans lesquelles 35 une ébauche est soumise à des étapes successives d'extrusion à froid conformément au procédé de l'invention; la figure 7 est une coupe longitudinale d'un culot de base de bougie d'allumage produit par le procédé de l'invention; la figure 8 est une élévation avec coupe partielle d'une bougie d'allumage finie, comportant un culot produit par le procédé de l'invention; et la figure 9 est une coupe longitudinale d'un culot de bougie d'allumage produit par le procédé de 10 fabrication connu jusqu'à présent. Les figures 1 à 6 représentent une ébauche cylindrique découpée dans un enroulement de fil d'acier et soumise à une série d'extrusions ou filages à froid dans une presse de formage à froid à six filières et sept 15 postes La presse comprend une rangée de six postes de filage ou d'extrusion à froid comportant chacun une filière et un poinçon pour forcer une ébauche à l'intérieur de la filière, les poinçons étant disposés sur un côté de la machine et les filières étant placées sur l'autre côté 20 de la machine Un mécanisme de transfert fait avancer les ébauches découpées du barreau d'acier, les unes à la suite des autres, à travers les six postes. Dans le premier poste, illustré sur la figure 1, le poinçon 10 forme une ébauche cylindrique, découpée 25 dans le barreau d'acier, dans une première filière 12 présentant un évidement 14 L'ébauche résultante 16 est retirée de la filière 12 au moyen d'un doigt éjecteur 18 qui est maintenu rigidement pendant le mouvement du poinçon 10 vers l'intérieur de la filière 12, et elle est transférée vers une filière 20 située dans le deuxième poste (figure 2) par le mécanisme de transfert (non représenté). Dans le deuxième poste, l'ébauche 16 est soumise à la fois à une extrusion vers l'avant et vers 35 l'arrière dans un évidement 22 au moyen d'un poinçon 24 afin de former une ébauche modifiée 26 qui comprend une partie hexagonale 28 et une cavité 30 Après que le poinçon 24 a été retiré, l'ébauche 26 est éjectée de la filière 20 au moyen d'un doigt éjecteur 32, et elle est transférée vers une filière 34 située dans le troisième poste (figure 3). Dans la figure 34 du troisième poste, l'ébauche 26 est soumise à une autre extrusion vers l'arrière par un poinçon 36 qui modifie la forme de l'ébauche afin de 10 former l'ébauche 38 en réalisant une cavité 40 de volume accru L'ébauche 38 est ensuite éjectée de la filière 34 par un doigt éjecteur 42 et transférée vers une filière 44 située dans le quatrième poste (figure 4). L'ébauche 38 est ensuite soumise principalement 15 à une extrusion vers l'arrière dans un évidement 46 de la figure 44 par un poinçon 48, ce qui donne une ébauche présentant une cavité 52 qui comporte une extrémité supérieure ouverte 54 et un voile 56 s'étendant en travers de cette cavité 52, à l'extrémité inférieure de l'ébauche 20 50 Après que le poinçon 48 a été retiré, l'ébauche 50 est éjectée de la filière 44 par un doigt éjecteur 58 et elle est transférée vers une filière 60 située dans un cinquième poste (figure 5). Aucune extrusion de l'ébauche 50 n'est réalisée 25 dans le cinquième poste Par contre, un poinçon 62 est actionné pour percer le voile 56 en coopérant avec une douille 64 de perçage pour former une nouvelle ébauche 66 qui, en plus de présenter une cavité 52 et une extrémité supérieure ouverte 54, présente une extrémité infé30 rieure ouverte 68 afin d'avoir la forme d'un cylindre creux L'ébauche 66 est éjectée de la filière 60 au moyen de la douille 64 de perçage qui assume également la fonction de doigt éjecteur, puis elle est tranférée vers une filière 70 située dans le sixième poste (figure 6). Dans le sixième poste, l'ébauche 66 est encore modifiée pour donner une ébauche finale ou un culot 72 de bougie d'allumage, au moyen d'un poinçon 74 comportant une partie 75 de faible diamètre et une partie 77 de grand diamètre qui extrude une certaine quantité de métal le long de la surface intérieure de la cavité 52 pour former un anneau 76 sur le pourtour de la surface intérieure de la cavité, cet anneau servant de siège d'isolateur Etant donné que l'on utilise un poinçon à deux diamètres, le diamètre intérieur demandé de l'anneau 76 est assuré, ainsi que la concentricité de l'anneau 76 par rapport à la cavité 52 L'ébauche 72 est ensuite éjectée de la filière 70 par un doigt éjecteur 78. L'ébauche ou le culot 72 de bougie d'allumage produit apres la dernière étape d'extrusion montrée sur la figure 6, est représenté plus en détail sur la figure 7. Le culot 72 se présente globalement sous la forme d'un cylindre creux comprenant une cavité 52 qui s'étend sur sa longueur, entre une extrémité supérieure ouverte 54 20 et une extrémité inférieure ouverte 68 Un anneau 76, situé à l'intérieur de la cavité 52, sert de siège pour l'isolateur qui est introduit dans le culot 72 de la bougie d'allumage à un stade ultérieur du procédé de fabrication. La figure 8 représente une partie d'une bougie 25 d'allumage achevée comportant le culot 72 du type montré sur la figure 7 Ainsi qu'on peut le noter, le culot 72 a été soumis à certaines autres étapes de fabrication au cours desquelles des filets 80 ont été réalisés par roulage sur ce culot et une électrode latérale 82 a été soudée à l'extrémité inférieure dudit culot On peut voir également qu'un isolateur 84, portant une électrode centrale 86, a été inséré dans la cavité 52 du culot 72 et bute contre l'anneau ou siège 76. A ce stade, on peut voir que l'isolateur 84 comporte un bout conique 88 qui définit, avec l'extrémité inférieure de la cavité 52, au-dessous de l'anneau 76, une chambre 90 tendant à retenir une vapeur gazeuse et à aider à l'établissement du front de flamme lorsque la bougie est allumée pendant le fonctionnement du moteur. La figure 9 représente un culot 92 de bougie d'allumage fabriqué conformément au procédé antérieur connu Pour réaliser un siège ou anneau 94 d'isolateur en position élevée, on extrudait d'abord le culot 92 de façon à former un épaulement relativement large, puis 10 on éliminait par contre-alésage ou coupe l'excédent de matière 96, au cours d'une étape d'usinage, afin qu'il reste une cavité définissant, avec le bout de la bougie d'allumage, une chambre ayant essentiellement le même volume que celui de la chambre 90 représentée sur la 15 figure 8 Ce procédé de fabrication est non seulement plus coûteux en raison de l'étape supplémentaire d'usinage impliquée pour éliminer par coupe l'excédent de matière 96, mais la matière résiduelle accroît également le coût de ce procédé de fabrication Ainsi qu'on peut le voir, en l'absence d'une opération d'usinage, le procédé antérieur de fabrication ne permettait pas d'élever de plus de 0,762 cm la position du bord inférieur de l'épaulement de l'isolateur par rapport à l'extrémité inférieure ouverte 98 du culot 92. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Procédé pour former par extrusion à froid un culot ( 72) de bougie d'allumage comportant un siège d'isolateur, caractérisé en ce qu'il consiste à forcer une ébauche métallique dans une première filière ( 44) pour former une ébauche cylindrique ( 50) présentant une cavité ( 52) en travers du fond de laquelle s'étend un voile ( 56), à éliminer par perçage le voile de l'ébauche cylindrique, et à forcer un poinçon ( 74) dans la cavité pour 10 réaliser par extrusion un anneau ( 76) s'étendant sur le pourtour de la face intérieure de la cavité et assumant la fonction d'un siège d'isolateur. 2 Procedé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poinçon présente un premier diamètre 15 ( 77) et un second diamètre ( 75), inférieur au précédent, afin d'assurer la concentricité de l'anneau par rapport à la cavité et d'assurer également un diamètre intérieur particulier de l'anneau. 3 Procédé pour former par extrusion à froid 20 un culot ( 72) de bougie d'allumage comportant un siège d'isolateur élevé, caractérisé en ce qu'il consiste à forcer une ébauche métallique dans une première filière ( 44) pour former une ébauche cylindrique ( 50) présentant une première extrémité ouverte ( 54) et une cavité ( 52) 25 en travers du fond de laquelle s'étend un voile ( 56), à éliminer par perçage le voile de l'ébauche cylindrique pour donner à ladite ébauche cylindrique une seconde extrémité ouverte ( 68), et à forcer un poinçon ( 74) dans la cavité pour former par extrusion un anneau ( 76) sur le pourtour de la face intérieure de la cavité, cet anneau servant de siège d'isolateur. 4 Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le poinçon est forcé à l'intérieur de la cavité au-delà de la première extrémité ouverte et en 35 ce que le bord inférieur de l'anneau est situé à plus 254809 C de 0,762 cm de la seconde extrémité ouverte. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le poinçon présente un premier diamètre ( 77) et un second diamètre ( 75), inférieur au précédent, 5 afin d'assurer la concentricité de l'anneau par rapport à la cavité et d'assurer également un diamètre intérieur particulier de l'anneau. 6 Procédé d'extrusion à froid d'un article, caractérisé en ce qu'il consiste à forcer une ébauche métallique dans une première filière ( 44) pour former une ébauche ( 50) présentant une cavité ( 52) en travers du fond de laquelle s'étend un voile ( 56), à éliminer par perçage le voile de l'ébauche, et à forcer un poinçon ( 74) dans la cavité pour former par extrusion un anneau ( 76) sur 15 le pourtour de la face intérieur de la cavité. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'ébauche présente des première et seconde extrémités ouvertes ( 54, 68) après que le voile a été éliminé par perçage, en ce que le poinçon est forcé dans 20 la cavité au-delà de la première extrémité ouverte, et en ce que le bord inférieur de l'anneau est situé à plus de 0,762 cm de la seconde extrémité ouverte. 8 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le poinçon présente un premier diamètre 25 ( 77) et un second diamètre ( 75), inférieur au précédent, afin d'assurer la concentricité de l'anneau par rapport à la cavité et d'assurer également un diamètre intérieur particulier de l'anneau.