Brevet FR2722036A1 — publié le 19960105

I " Bougie d'allumage pour moteurs à combustion interne " Etat de la technique: L'invention concerne une bougie d'allumage pour un moteur à combustion interne consistant en un tube de mé- tal cylindrique, dans le quel est disposée une électrode centrale rectiligne en forme de tige, qui est entourée par un isolateur de forme tubulaire, et est disposée de façon centrale, de telle sorte que les axes longitudinaux de sy- métrie de révolution du tube de métal cylindrique, de l'électrode centrale et de l'isolateur coïncident et que sur le tube de métal cylindrique soient fixées au moins deux électrodes, qui sont à la masse, coudées en direction de l'axe longitudinal de symétrie de révolution. On connaît déjà une telle bougie d'allumage par le document EP 0 470 688. Dans le cas de cette bougie d'al- lumage connue, il est prévu un tube de métal cylindrique, dans lequel est disposé un isolateur en céramique de forme tubulaire. Cet isolateur en céramique sort du tube en métal cylindrique et contient l'électrode centrale de la bougie d'allumage, l'extrémité de l'électrode centrale apparais- sant à son tour hors de l'isolateur en forme de tube. En outre on fixe une multiplicité d'électrodes à la masse, re- pliées en forme de L, sur le tube de métal cylindrique, qui constitue le boîtier de la bougie d'allumage. Chacune de ces électrodes en forme de L a une partie verticale et une partie latérale. Du fait de la forme en L des électrodes qui sont à la masse, il y a sur chaque électrode à la masse un coude qui fait un angle de 90 . De cette façon, la sur- face intérieure de la partie latérale de chaque électrode à la masse est parallèle à la surface de l'extrémité de l'isolateur. Avantages de l'invention: A cet effet la bougie d'allumage selon l'inven- tion est caractérisée en ce que la partie coudée des élec- trodes qui sont à la masse, et la partie de l'électrode, qui est à la masse, qui s'étend en direction de l'axe lon- gitudinal de symétrie de révolution forment un angle qui est compris entre 100 et 150 . La bougie d'allumage selon l'invention a l'avan- tage que l'électrode, qui est à la masse, est moins sujette à des oscillations et ainsi mécaniquement plus stable grâce à l'angle obtus de sa partie coudée et à la plus faible dé- formation qui en résulte. En outre la section terminale de l'électrode qui est à la masse, qui est disposée parallèle- ment à la surface de l'enveloppe de l'électrode centrale, présente une surface plus grande que la section terminale de l'électrode, qui est à la masse, dans le cas o celle-ci est coudée à 90 , de telle sorte que l'on a une plus grande surface pour la sortie de l'étincelle. La distance qui sé- pare la fixation de l'électrode, qui est à la masse, sur le boîtier du point auquel l'électrode qui est à la masse est associée à l'électrode centrale, peut du fait de la cons- truction être pontée par l'arc électrique sur une distance longitudinale plus courte dans le cas d'une électrode à la masse avec un coude, qui fait un angle obtus, par rapport à une électrode à la masse avec un coude, qui est replié à , de telle sorte que la longueur de l'électrode à la masse, par rapport à une électrode qui est coudée à angle droit, est plus faible De cette façon, il n'est pas néces- saire d'utiliser autant de matière. Suivant d'autres caractéristiques de l'inven- tion: - l'écartement des électrodes EA entre l'élec- trode centrale et la section terminale des électrodes qui sont à la masse, est plus grand ou égal à la distance a en- tre la face intérieure, tournée vers l'isolateur, de l'électrode, qui est à la masse, et l'isolateur est plus petit que la somme de la distance a la plus petite entre la face intérieure tournée vers l'isolateur de l'électrode qui est à la masse, et l'isolateur, et un parcours glissant S d'une étincelle glissante sur l'isolateur, - le bord entre la surface enveloppe de l'isola- teur et la surface de l'extrémité de l'isolateur présente un biseau et le côté intérieur de l'électrode, qui est à la masse, est parallèle au biseau de l'isolateur, - la partie de l'électrode centrale, qui fait saillie hors de l'isolateur présente un biseau de telle sorte que l'électrode centrale s'écarte de façon conique de l'isolateur, - le côté intérieur des électrodes, qui sont à la masse, s'étend parallèlement au biseau de l'électrode cen- trale. Il est particulièrement avantageux de garantir la formation de deux trajets d'arc électrique grâce au rapport entre l'écartement des électrodes et l'écartement entre l'isolateur et la face intérieure de l'électrode, qui est à la masse, et qui est tournée vers l'isolateur et d'avoir de cette façon une inflammation plus sûre du mélange air- carburant prêt à prendre feu. En outre, il est avantageux de pourvoir l'isolateur ou l'électrode centrale d'un biseau sur le bord de la surface périphérique par rapport à la surface de l'extrémité de l'isolateur ou de l'électrode centrale, car ainsi on peut orienter les électrodes qui sont à la masse, disposées obliquement avec leurs surfaces internes tournées vers l'isolateur, de façon parallèle à la surface du biseau sur l'isolateur, et sur l'électrode cen- trale. De cette façon, on peut régler de façon très précise l'écartement entre l'isolateur et l'électrode, qui est à la masse. Dessins: La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de plusieurs modes de réa- lisation, représentés sur les dessins annexés sur les- quels: - la figure 1 montre la section terminale d'une bougie d'allumage avec la disposition selon l'invention des électrodes, qui sont à la masse; - la figure 2 montre la section terminale de la bougie d'allumage selon l'invention avec les trajets des arcs électriques représentés; - la figure 3 montre la vue de dessus de la bou- gie d'allumage selon la figure 1; - la figure 4 montre une deuxième forme de réali- sation de la bougie d'allumage selon l'invention; - la figure 5 montre une troisième forme de réa- lisation de la bougie d'allumage selon l'invention et, - la figure 6 montre une quatrième forme de réa- lisation de la bougie d'allumage selon l'invention. Description des exemples de réalisation: La figure 1 montre une vue latérale d'une section terminale de la bougie d'allumage avec la disposition des électrodes. Pour améliorer la représentation, on a dessiné la bougie d'allumage pour moitié selon une représentation en coupe. La bougie d'allumage consiste en un tube de métal 1 cylindrique, qui constitue le boîtier de la bougie d'al- lumage. Dans ce tube de métal cylindrique 1 se trouve un isolateur 2 de forme tubulaire, dans lequel est disposée au centre l'électrode centrale en forme de tige. Le tube de métal cylindrique 1, l'isolateur 2 et l'électrode centrale 3 sont dans ce cas disposés les uns par rapport aux autres d'une façon telle que leurs axes longitudinaux de révolu- tion coincident. A l'extrémité du tube de métal cylindrique 1 sont fixées au moins deux électrodes 4, qui sont à la masse, les électrodes, qui sont à la masse, s'étendant d'abord en direction du tube de métal cylindrique 1 et en- suite en étant coudées vers l'isolateur et en direction de l'électrode centrale. La partie coudée 5 des électrodes, qui sont à la masse, est dans ce cas coudée en formant un angle obtus par rapport à la partie de l'électrode, qui est à la masse, qui s'étend dans le sens de l'axe longitudinal. L'angle qui est compris dans ce cas entre la partie qui s'étend dans le sens de l'axe longitudinal de révolution de l'électrode, qui est à la masse, et la partie coudée de l'électrode, qui est à la masse, est un angle compris entre 100 et 150 . A la figure 1, on a désigné par la référence 7 l'angle droit, qui se trouve entre la partie de l'élec- trode qui est à la masse, qui s'étend dans le sens de l'axe longitudinal de symétrie de révolution et un axe qui s'étend axialement à travers le point de recourbement de l'électrode qui est à la masse. Cet angle droit est l'angle de recourbement utilisé jusqu'ici. On a désigné par la ré- férence y l'angle qui complète l'angle droit de recourbe- ment. L'angle y est dans ce cas un angle compris entre 10 et 60 . L'angle obtus de recourbement est en conséquence la somme de l'angle droit et de l'angle y. La bougie d'allu- mage représentée est ce qu'on appelle une bougie d'allumage à étincelle glissante, c'est-à-dire qu'il se forme deux parcours de l'étincelle, dont l'un est un parcours d'étin- celle dans l'air et l'autre un parcours d'étincelle glis- sante. L'étincelle dans l'air jaillit entre l'électrode centrale et l'électrode, qui est à la masse, et l'étincelle glissante sort de l'électrode centrale, glisse sur la sur- face de l'isolateur et jaillit de l'isolateur sur l'élec- trode, qui est à la masse, de préférence là o l'écartement entre l'isolateur et l'électrode, qui est à la masse, est le plus faible. Pour qu'il se forme deux parcours d'étin- celle, il est avantageux que l'écartement EA entre l'élec- trode centrale et les différentes électrodes, qui sont à la masse, soit plus grand que ou égal à l'écartement le plus faible entre la face intérieure des électrodes, qui sont à la masse et l'isolateur. Cet écartement est aussi désigné sous le nom de grandeur de fente et est pourvu à la figure 1 de la référence a. Cette grandeur de fente a doit tou- jours être mesurée à l'endroit o l'écartement entre l'électrode, qui est à la masse, et l'isolateur est le plus faible. En outre l'écartement de l'électrode est plus petit que la somme de l'écartement le plus petit a entre l'isola- teur et la face intérieure de l'électrode, qui est à la masse, tournée vers l'isolateur, et du parcours glissant S d'une étincelle glissante sur l'isolateur. De cette façon, on a l'assurance que deux parcours d'étincelle peuvent bien se former, le premier parcours d'étincelle se formant entre la section terminale de l'électrode, qui est à la masse, et l'électrode centrale et dans le cas du second parcours d'étincelle, l'étincelle d'allumage sort de l'électrode centrale, glisse sur l'isolateur et jaillit sur l'élec- trode, qui est à la masse. La figure 2 montre la même composition des élec- trodes de la bougie d'allumage selon la figure 1. Dans cette représentation, les parcours de l'étincelle et les zones d'usure VS, qui se forment sur la bougie d'allumage, ont été dessinés schématiquement. C'est ainsi que l'étin- celle d'allumage jaillit d'une part sur le parcours d'allu- mage FB1 entre les différentes électrodes, donc entre l'électrode centrale et l'électrode, qui est à la masse, et d'autre part il se forme un second parcours d'étincelle FB2, dans le cas duquel l'étincelle d'allumage sort de l'électrode centrale, glisse le long de l'isolateur et en- suite jaillit sur l'une des électrodes, qui sont à la masse. Dans ce cas l'étincelle jaillira de l'isolateur sur l'une des électrodes, qui sont à la masse, à l'endroit o l'écartement entre l'isolateur et l'électrode, qui est à la masse, est le plus faible. Cet écartement est la grandeur de fente a, de telle sorte que le parcours d'étincelle FB2 se compose du parcours glissant S via l'isolateur et de la grandeur de fente a. Ce parcours d'étincelle FB2 constitue le trajet d'étincelle glissante. Les surfaces sur lesquel- les l'étincelle d'allumage entre ou sort des électrodes, sont soumises à une usure particulièrement forte. A la figure 3, on a représenté la configuration des électrodes de la bougie d'allumage selon l'invention conforme à la figure 1 comme vue de dessus. Dans ce cas, on peut voir que les sections terminales des électrodes, qui sont à la masse, sont constituées d'une façon telle qu'el- les présentent en tout point le même écartement par rapport à l'électrode centrale. De cette façon, les sections termi- nales des électrodes, qui sont à la masse, de la figure 3 présentent une courbure de forme circulaire. La figure 4 montre une disposition des électro- des, qui sont à la masse, qui correspond sensiblement à la représentation de la figure 1. La différence par rapport à la figure 1 ressort de la vue latérale représentée. Ici on voit clairement que l'isolateur présente un biseau 10 sur le bord situé entre la surface périphérique et la surface de l'isolateur. Les électrodes qui sont à la masse, sont alors placées de telle façon que la face intérieure, tour- née vers l'isolateur, des électrodes, qui sont à la masse, s'étende parallèlement à la surface du biseau 10 de l'iso- lateur. La figure 5 montre une troisième forme de réali- sation pour disposer les électrodes, qui sont à la masse, selon l'invention. Dans le cas de cette bougie d'allumage, comme on peut le voir à la figure, la partie de l'électrode centrale qui fait saillie hors de l'isolateur, est pourvue d'un biseau 11, de telle sorte que l'électrode centrale est taillée en pointe, une partie cylindrique de l'électrode centrale faisant encore saillie hors de l'isolateur et seu- lement une partie de la partie saillante étant pourvue d'un biseau. La face intérieure tournée vers l'isolateur et l'électrode centrale des électrodes, qui sont à la masse, est parallèle au biseau 10 de l'isolateur et au biseau 11 de l'électrode centrale. La figure 6 montre une quatrième forme de réali- sation de la bougie d'allumage selon l'invention. Cette bougie d'allumage est également représentée en vue laté- rale. Dans le cas de cette bougie d'allumage, qui est ana- logue à la bougie d'allumage selon la figure 5, la partie de l'électrode centrale qui fait saillie hors de l'isola- teur est pourvue d'un biseau 11. Toutefois, le biseau 11 s'étend sur toute la partie de l'électrode centrale qui fait saillie hors de l'isolateur, de telle sorte que l'on ait un contour conique. Dans ce cas, la face intérieure tournée vers l'isolateur et l'électrode centrale des élec- trodes, qui sont à la masse, est également parallèle au bi- seau 10 de l'isolateur et au biseau 11 de l'électrode centrale. Finalement il y a lieu de noter que l'écartement des électrodes EA est plus grand que ou égal à la grandeur de fente et plus petit que la somme de la grandeur de masse a et du parcours glissant S, de telle sorte que l'on ait la relation: a R E V E N D I C A T I O NS 1 ) Bougie d'allumage pour un moteur à combustion interne consistant en un tube de métal cylindrique, dans lequel est disposée une électrode centrale rectiligne en forme de tige, qui est entourée par un isolateur de forme tubulaire, et est disposée de façon centrale, de telle sorte que les axes longitudinaux de symétrie de révolution du tube de métal cylindrique, de l'électrode centrale et de l'isolateur coïncident et que sur le tube de métal cylin- drique soient fixées au moins deux électrodes, qui sont à la masse, coudées en direction de l'axe longitudinal de sy- métrie de révolution, bougie d'allumage caractérisée en ce que la partie coudée (5) des électrodes (4), qui sont à la masse, et la partie de l'électrode, qui est à la masse, qui s'étend en direction de l'axe longitudinal de symétrie de révolution forment un angle (7 + y) qui est compris entre et 1500. 2 ) Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'écartement des électrodes (EA) en- tre l'électrode centrale (3) et la section terminale des électrodes qui sont à la masse, est plus grand ou égal à la distance (a) entre la face intérieure, tournée vers l'iso- lateur, de l'électrode, qui est à la masse, et l'isolateur est plus petit que la somme de la distance (a) la plus pe- tite entre la face intérieure tournée vers l'isolateur de l'électrode qui est à la masse, et l'isolateur, et un par- cours glissant (S) d'une étincelle glissante sur l'isola- teur. 3 ) Bougie d'allumage selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisée en ce que le bord entre la surface enveloppe de l'isolateur et la surface de l'extré- mité de l'isolateur (6) présente un biseau (10) et le côté intérieur de l'électrode, qui est à la masse, est parallèle au biseau (10) de l'isolateur. 4 ) Bougie d'allumage selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisée en ce que la partie de l'électrode centrale, qui fait saillie hors de l'isola- teur(2), présente un biseau (11), de telle sorte que l'électrode centrale s'écarte de façon conique de l'isola- teur. ) Bougie d'allumage selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisée en ce que le côté inté- rieur des électrodes, qui sont à la masse, s'étend parallè- lement au biseau (11) de l'électrode centrale.