Brevet FR2709384A1 — publié le 19950303

" Electrode sous forme de pièce composite obtenue par ex- trusion " L'invention concerne une électrode, notamment électrode de bougie d'allumage de préférence électrode de masse de bougie ayant un profil de section d'électrode voi- sin de préférence d'une forme rectangulaire, avec un noyau en un premier matériau conducteur d'électricité et une en- veloppe appliquée par transformation réalisée dans un se- cond matériau conducteur d'électricité, obtenu par extrusion comme corps composite. Selon le document DE-OS 31 41 649, on connaît une électrode de bougie d'allumage qui constitue l'électrode centrale de la bougie; cela signifie qu'elle reçoit la haute tension nécessaire à la formation d'une étincelle d'allumage. L'étincelle arrive à partir de l'électrode cen- trale sur une électrode dite de masse reliée au potentiel électrique du châssis du véhicule. De préférence, l'inven- tion concerne cette électrode de masse sans être limitée à celle-ci; elle peut être utilisée pour d'autres électro- des. L'électrode centrale connue et l'électrode de masse qui découlent également de la documentation évoquée ci-dessus, sont réalisées sous la forme de produits métal- liques de départ, de préférence de pièces rondes, obtenues par extrusion ou filage. Une telle électrode présente une section de préférence voisine d'un rectangle et possède un premier noyau en matière conductrice d'électricité, entou- rée d'une enveloppe d'un second matériau conducteur d'élec- tricité. Cette opération de transformation à savoir l'extrusion déjà évoquée, consiste à munir le noyau d'une gaine formant un corps composite cylindrique. Le noyau pré- sente également une forme cylindrique entouré coaxialement par l'enveloppe ce qui donne globalement la forme cylindri- que déjà évoquée. Par une autre opération, par matriçage on crée un profil de section sensiblement rectangulaire; ce- lui-ci est obtenu par matriçage pour former la face supé- rieure et la face inférieure de l'électrode et les faces latérales possèdent également une forme convexe. Ce matri- çage donne au noyau un profil de section sensiblement en forme d'os. Cette électrode s'est imposée en pratique. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des électrodes connues et concerne à cet ef- fet une électrode caractérisée en ce que électrode caracté- risée en ce que dans le corps composite (16), la gaine (9) est réalisée sur le noyau (8) par une seule et même extru- sion avec mise en forme simultanée du noyau (8) et égale- ment réalisation simultanée du profil de la section de l'électrode. L'électrode selon l'invention présente l'avantage que l'épaisseur du fond et/ou l'épaisseur de la paroi de l'enveloppe restent constantes grâce à la simple mise en oeuvre de l'extrusion, c'est-à-dire sans écrasement de sur- face distinct. L'épaisseur de paroi de la seconde matière conductrice d'électricité est ainsi essentiellement plus n0 régulière car, vue en section, on n'arrive pas à un profil en forme d'os mais à une forme rectangulaire ou de préfé- rence une forme de section elliptique. L'accrochage du ma- tériau du noyau sur le matériau constituant l'enveloppe est amélioré selon l'invention car il n'y a pas de déformation mécanique supplémentaire comme celle effectuée lors de l'écrasement selon l'état de la technique. La réalisation du profil de l'ensemble de l'élec- trode est de ce fait idéale avec des passages arrondis. La précision de la fabrication de l'électrode selon l'inven- tion est améliorées puisque seules les dimensions des ou- tils déterminent la forme. L'opération d'extrusion se fait ainsi de manière contrôlée par des outils ce qui garantit le respect des précisions. On arrive également à une quali- té optimale de la surface avec partout des paramètres cons- tants. Le travail supplémentaire de matriçage de surface selon l'électrode de l'état de la technique correspond à des transformations quant aux possibilités de soudage ou de fixation par soudage, de flexion, tous inconvénients qui n'existent pas dans le cas de la présente invention. Toutes les exigences et caractéristiques évoquées restent mainte- nues. La sécurité de fabrication de l'objet de l'inven- tion est augmentée; on a en effet une construction plus simple ou un déroulement des opérations plus simple puisque les incidents sont très largement réduits. L'évacuation de la chaleur qui est en particulier importante pour l'élec- trode de masse d'une bougie d'allumage, est améliorée car le profil de la section du noyau de l'électrode selon l'in- vention permet de donner au noyau une teneur plus élevée en matière (pas de forme d'os) et pour cela on utilise une ma- tière à forte conductivité thermique. Le corps composite réalisé de préférence à partir de deux matériaux, de l'électrode selon l'invention comporte une gaine ou enve- loppe réalisée par une même opération de fluage, en même temps que la mise en forme du noyau ainsi que la réalisa- tion du profil de section d'électrode. Il est prévu de préférence que le premier maté- riau présente une conductivité électrique plus élevée que celle du second matériau. On peut prévoir notamment que le second matériau résiste à la corrosion en particulier qu'il résiste au brûlage. Le premier matériau présente de préfé- rence une conductivité thermique élevée. Le premier maté- riau est de préférence du cuivre et le second matériau, notamment du nickel. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le corps composite, est recuit en douceur après l'extru- sion. De manière préférentielle, l'électrode selon l'invention se compose d'une matière première formée de deux matériaux d'un premier et d'un second matériau en par- ticulier de corps composites ronds, transformés. L'opéra- tion de transformation est d'extrusion déjà évoquée et qui constitue la seule transformation. Comme déjà évoqué, le noyau comporte également comme le profil de section de l'électrode (également profil global) une section rectangulaire et de préférence une sec- tion elliptique. On peut prévoir en particulier que le noyau s'étende seulement sur une fraction de la longueur de l'électrode, et que l'enveloppe rejoigne la zone sans noyau selon un profil complet. Il est toutefois également possi- ble qu'après la fabrication de l'électrode par extrusion, on coupe les deux segments d'extrémité ce qui donne à l'électrode sa longueur nécessaire, puis on la soude au boîtier de la bougie d'allumage. L'électrode est recourbée après la soudure, suivant une forme de crochet de sorte qu'une branche du crochet est reliée au boîtier de la bou- gie d'allumage et que l'autre branche du crochet se trouve en regard de l'électrode centrale de la bougie d'allumage. L'électrode présente de préférence une surface supérieure plane et une surface inférieure plane, ces deux surfaces planes n'étant pas obtenues contrairement à l'état de la technique par un matriçage à plat et de façon simul- tanée au moment de l'extrusion, cette opération servant également à former le noyau et à l'entourer du second maté- riau. De préférence, l'électrode selon l'invention pos- sède des surfaces latérales convexes dans la direction lon- gitudinale. En particulier, la face supérieure ou la face inférieure rejoignent leur surface latérale correspondante en formant un congé. Les surfaces latérales convexes sont également réalisées de préférence sous la forme de congé. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après à l'aide des dessins annexés dans lesquels: - la figure. montre deux éléments de départ à partir desquels on réalise l'électrode selon l'invention, - la figure 2 montre une électrode selon l'inven- tion obtenue par extrusion, - la figure 3 est une coupe transversale de l'électrode, - la figure 4 est une vue de dessus de la face supérieure de l'électrode, - la figure 5 est une vue de côté de l'électrode selon la figure 4, - la figure 6 est une coupe transversale de l'électrode, selon la ligne VI-VI de la figure 4, selon une représentation schématique ne montrant pas les détails, - la figure 7 est une coupe transversale de l'électrode dans le plan I de la figure 4 et de la figure , - la figure 8 est une coupe longitudinale de l'électrode selon le plan II de la figure 6, - la figure 9 est une coupe longitudinale de l'électrode selon le plan III de la figure 6. Description de l'exemple de réalisation La figure 1 est une vue de côté de deux pièces initiales 1 et 2 en forme de rond 3, 4. Le rond 4 est en une première matière conductrice 5 de préférence en cuivre et le rond 3 en une seconde matière conductrice d'électri- cité, 6 de préférence du nickel. A l'aide d'une matrice d'extrusion correspon- dante, au cours d'une transformation, à savoir d'une seule passe d'extrusion, on réalise à partir des ronds 3 et 4, une électrode 7 extrudée, obtenue sous la forme d'une pièce composite 16. Cette électrode est utilisée de préférence pour les bougies d'allumage comme électrode masse. Selon la figure 2, cette électrode se compose d'un noyau 8, allongé qui est constitué dans premier maté- riau 5 de préférence du cuivre; le second matériau 6, c'est-à-dire le rond 3 est mis en forme de gaine 9 au cours de l'extrusion, entourant le noyau 8. De plus, cette extru- sion forme une tête 10 ainsi qu'une zone d'extrémité 11 dans laquelle ne pénètre pas le noyau 8 et qui occupe qu'une partie de la longueur; la gaine 9 forme au niveau de l'extrémité libre 1il une partie pleine, notamment en nickel. Le profil de la section d'électrode apparaît à la figure 3. Dans cette figure, le noyau 8 et la gaine 9 ne sont pas représentés séparément mais seulement sous la forme du profil d'ensemble. Il apparaît une forme de sec- tion sensiblement rectangulaire et sur la base de l'extru- sion effectuée, on obtient une face supérieure 12 et une face inférieure 13 planes ainsi que des surfaces latérales 14 et 15 convexes. La face supérieure 12 ou inférieure 13 rejoignent les surfaces latérales respectives 14, 15 sui- vant un congé de rayon r; les surfaces latérales convexes 14 et 15 ont un rayon R. La figure 4 montre la face supérieure 12 de l'électrode 7. La figure 5 montre l'électrode 7 en vue de côté, c'est-à-dire dans la direction de la surface latérale 14. La figure 6 montre une coupe schématique de l'électrode 7 le long de la ligne VI-VI selon la figure 4. La figure 7 montre une coupe transversale selon le plan I des figures 4 et 5. Il apparaît clairement que le noyau 8 présente une forme de section elliptique et le pro- fil d'ensemble est proche d'un rectangle; la face supé- rieure plane 12 et la face inférieure plane 13 apparaissent également de même que les surfaces latérales convexes 14 et 15. La figure 8 montre une coupe longitudinale selon le plan II de la figure 6. La figure 9 montre une coupe longitudinale par le plan III de la figure 6. Il apparaît chaque fois que le noyau présente une forme idéale avec des transitions rondes; on ne remarque nullement une structure dentelée ou à plusieurs pointes comme dans le cas des élec- trodes selon l'état de la technique. L'électrode de masse, composite selon l'invention peut ainsi être fabriquée de manière très rationnelle par une seule extrusion en partant par exemple d'une pièce ini- tiale en cuivre/nickel-platine. Dans le procédé d'extrusion ainsi évoqué, on fabrique le profil souhaité. Comme il n'y a qu'une seule extrusion, cela correspond pratiquement à une extrusion de finition. L'électrode ainsi fabriquée (selon sa forme de la figure 2) est alors recuite puis traitée à savoir cisaillée; on coupe la tête 10 et le cas échéant également une partie de la zone d'extrémité libre 11. Puis on soude sur le corps de la bougie d'allumage. Selon l'invention, le corps profilé de l'élec- trode se fabrique par une seule opération. On a une épais- seur de paroi régulière pour l'enveloppe avec un profil de forme idéale. De plus, la précision de fabrication est très élevée et la sécurité de fabrication est extrême. Par l'unique extrusion ainsi effectuée, on dispose d'une répar- tition très régulière du noyau notamment du cuivre avec une teneur très importante dans le premier matériau particuliè- rement conducteur à chaud, de préférence le cuivre. Comme l'extrusion se fait dans une matrice, cela garantit un pro- fil régulier pour une épaisseur régulière de la paroi de l'enveloppe, car contrairement à l'état de la technique, après le gaînage du noyau, il n'y a pas de matriçage plat sans que la pièce ne soit alors emprisonnée de tous côtés dans un outil. R E V E N D I C A T ION S 1) Electrode, notamment électrode de bougie d'al- lumage de préférence électrode de masse de bougie ayant un profil de section d'électrode voisin de préférence d'une forme rectangulaire, avec un noyau en un premier matériau conducteur d'électricité et une enveloppe appliquée par transformation réalisée dans un second matériau conducteur d'électricité, obtenu par extrusion comme corps composite, électrode caractérisée en ce que dans le corps composite (16), la gaine (9) est réalisée sur le noyau (8) par une seule et même extrusion avec mise en forme simultanée du noyau (8) et également réalisation simultanée du profil de la section de l'électrode. 2) Electrode selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que le premier matériau (5) a une conductivité plus élevée que le second matériau (6). 3) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le second matériau (6) est résistant à la corrosion. 4) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le second matériau (6) ré- siste à la combustion. ) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le premier matériau (5) a une conductivité thermique élevée. 6) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le premier matériau (5) est du cuivre (Cu). 7) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le second matériau (6) et du nickel (Ni). 8) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce qu'après une extrusion, on ef- fectue un recuit du corps composite (16). /12/1994 9) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le corps composite (16) résulte de la transformation de produit de départ (1, 2) formé d'un premier et second matériau (5, 6) notamment des flancs circulaires (3, 4). ) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le noyau (8) présente éga- lement une forme de section sensiblement rectangulaire et de préférence sensiblement elliptique. 11) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que le noyau (8) ne s'étend que sur une partie de la longueur de l'électrode pour que l'enveloppe (9) se transforme en un profil plein dans la zone sans noyau. 12) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une face su- périeure plane (12) et une face inférieure plane (13). 13) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce qu'elle présente des surfaces latérales convexes (14, 15) transversalement à sa grande longueur. 14) Electrode selon l'une des revendications pré- cédentes, caractérisée en ce que la face supérieure et la face inférieure (12, 13) rejoignent les surfaces latérales correspondantes (14, 15) par un congé de rayon (r).