Brevet FR2746553A1 — publié le 19970926

Bougie d'allumage et son procédé d'assemblage. La présente invention concerne une bougie d'allumage plus communément appelée électrode d'allumage. On sait que ces bougies comprennent un corps isolant réalisé en céramique, par exemple en céramique d'alumine, de stéatite ou de porcelaine et comportant au moins un alésage dans lequel est fixée une électrode constituée par une tige métallique destinée à amener le courant électrique et à créer l'étincelle d'allumage. Le corps isolant peut être soit cylindrique et ne comporter qu'un seul alésage et donc une seule électrode, soit en forme de baguette plate avec deux alésages longitudinaux parallèles. Il est connu de fixer l'électrode dans l'alésage par vissage ou cimentage ou encore en l'introduisant à force à travers des nervures longitudinales formées sur la paroi de l'alésage. Mais tous ces procédés sont difficiles à mettre en oeuvre et sont coûteux. La présente invention vise une autre technique de fixation de l'électrode dans le corps isolant et, à cet effet, elle a pour objet une bougie d'allumage du type comprenant un corps isolant allongé pourvu d'au moins un alésage longitudinal et une tige métallique ou électrode montée dans ledit alésage, caractérisée en ce que ledit alésage présente sur au moins une portion de sa longueur un alésage non-cylindrique et en ce que l'électrode comprend successivement des moyens formant butée venant en appui contre l'entrée de l'alésage non-cylindrique, une portion anti-rotation non-cylindrique de forme complémentaire de celle de l'alésage non-cylindrique et de même longueur que celle-ci, une portion de verrouillage de même section que la portion anti-rotation et faisant saillie à l'extérieur de l'alésage non-cylindrique, la portion anti-rotation et la portion de verrouillage étant séparées par une encoche périphérique de faible largeur située à une distance des moyens formant butée égale à la longueur de l'alésage noncylindrique, ce qui permet d'imprimer une torsion à la portion de verrouillage seule autour de son axe jusqu'à ce qu'elle ne soit plus en coïncidence avec l'alésage noncylindrique. Lorsque l'électrode est en place dans le corps isolant, lesdits moyens formant butée viennent en appui contre l'extrémité d'entrée de l'alésage, la portion anti-rotation s'insère exactement dans l'alésage non-cylindrique et la portion de verrouillage fait entièrement saillie à l'extérieur de l'alésage non-cylindrique. Pour immobiliser l'électrode dans le corps isolant, il suffit de tordre la portion de verrouillage d'un faible angle autour de son axe, ce qui la désaligne par rapport à l'alésage non-cylindrique. L'électrode est donc bloquée en mouvement longitudinal, dans un sens par les moyens formant butée, dans l'autre sens par la portion de verrouillage et en mouvement rotatif par la portion anti-rotation. Dans un mode de réalisation particulier, la portion anti-rotation de l'électrode métallique est en forme de cylindre coupé par un méplat parallèle à l'axe de l'électrode, et l'alésage non-cylindrique du corps isolant est lui aussi en forme de cylindre coupé par un méplat, de forme complémentaire de celle de la portion anti-rotation. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'encoche a une largeur et une profondeur constantes, le flanc avant qui la délimite du côté de la portion de verrouillage étant contenu dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'électrode, situé à une distance des moyens formant butée égale à la longueur de l'alésage non-cylindrique. L'autre flanc de l'encoche, c'est-à-dire celui qui se trouve du côté de la portion anti-rotation peut avoir une position indifférente et peut être usiné sans grande précision. Toutefois, dans ce mode de réalisation, il peut substituer un jeu entre ledit flanc avant et l'extrémité de sortie de l'alésage, de sorte que l'électrode est susceptible de se déplacer longitudinalement de ce jeu. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, on arrive à éliminer ce jeu par le fait que l'encoche a une profondeur et une largeur qui diminuent progressivement depuis des valeurs maximales qu'elles ont à une extrémité de l'encoche sur le méplat, jusqu'à des valeurs respectives nulles qu'elles ont à l'autre extrémité de l'encoche sur le méplat, le flanc arrière de la portion de verrouillage étant contenu dans un plan incliné par rapport à l'axe de l'électrode. Il n'est donc pas nécessaire à présent que toute la surface dudit flanc arrière soit usinée avec précision, mais seulement le point où l'encoche est la moins profonde et la moins large. Seul ce point devra être positionné exactement à une distance des moyens formant butée égale à la longueur de l'alésage non-cylindrique. L'usinage d'une telle encoche est beaucoup plus simple que dans le mode de réalisation précédent. La portion de verrouillage présente sur le méplat une forme de pointe qui aboutit audit point. Il en résulte que, lorsqu'on tord la portion de verrouillage, ladite pointe se soulève par rapport au plan du méplat et vient se placer exactement à l'affleurement de la face de sortie de l'alésage, pratiquement sans jeu. L'invention sera décrite à présent en détail en regard du dessin annexé dans lequel la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'une bougie d'allumage selon l'invention, une seule électrode étant représentée, avant la torsion de la portion de verrouillage la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue en coupe suivant la ligne III III de la figure 1 la figure 4 est une vue en coupe longitudinale de la figure 1 selon l'axe de l'un des alésages, l'électrode étant en place dans celui-ci et montrée avant la torsion de la portion de verrouillage la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 après la torsion de la portion de verrouillage ; et la figure 6 est une vue en perspective partielle d'une électrode selon une variante de réalisation, avant la torsion de la portion de verrouillage. La bougie d'allumage 10 représentée sur la figure 1 comprend un corps isolant 12 en céramique, sensiblement en forme de plaque rectangulaire. Le corps 12 est percé de deux alésages 14, 16 dans la zone de ses bords longitudinaux. Dans ces alésages sont introduites deux électrodes dont une seule, 18, est représentée. La bougie étant symétrique par rapport à son axe médian longitudinal, on ne décrira que l'une des électrodes et l'un des alésages. Comme le montrent les figures 2 à 4, l'alésage 14 est étagé et comprend une portion arrière cylindrique 20, une portion médiane 22 de plus faible diamètre et, du côté de l'extrémité avant du corps isolant, un embrèvement 24. La portion médiane 22 a une section non-circulaire qui peut être, comme dans l'exemple représenté sur la figure 2, en forme de demi-cercle. L'électrode est constituée par une tige métallique qui comprend une cosse 26, une portion anti-rotation 28 de section inférieure à celle de la cosse, une portion de verrouillage 30 et une tige 32 formant l'électrode proprement dite, tous ces éléments étant réalisés en une seule pièce. La cosse présente un épaulement 33 au niveau de son raccordement avec la portion anti-rotation 28. A la cosse est relié, par exemple par soudage ou sertissage, une résistance anti-parasite 34, elle-même connectée à un câble sous gaine 36 qui est relié à une source de courant. La portion anti-rotation 28 présente une section complémentaire de celle de la portion médiane d'alésage 22, soit dans l'exemple considéré en forme de demi-cercle. Elle comporte donc un méplat 38 qui s'étend sur toute sa longueur. La longueur de la portion anti-rotation est égale à celle de la portion médiane d'alésage 22. La portion de verrouillage 30 a la même section que la portion anti-rotation et elle est réalisée en usinant sur la portion anti-rotation, à courte distance de l'extrémité avant de celle-ci, une encoche périphérique 40 de faible largeur. La portion de verrouillage reste rattachée à la portion anti-rotation 28 par un court tronçon de tige 42 de faible diamètre. Comme le montre la figure 1, l'électrode 18 est introduite dans l'alésage à partir de l'extrémité arrière du corps isolant 12, la tige 32 la première. Elle est enfoncée jusqu'à ce que l'épaulement 33 vienne en butée contre l'épaulement 44 défini au niveau du raccordement entre les portions d'alésage arrière et médiane 20, 22. La portion anti-rotation 28 est alors reçue dans la portion médiane d'alésage, ce qui empêche tout mouvement de rotation de l'électrode et la portion de verrouillage 30 est logée à l'intérieur de l'embrèvement 24. Pour empêcher le retrait de l'électrode vers la gauche sur la figure 4, on fait subir à la portion de verrouillage 30 une torsion de quelques degrés autour de l'axe de l'électrode de manière à désaligner la portion de verrouillage par rapport à la portion médiane d'alésage 22. Cette position est illustrée par la figure 5. On voit sur cette figure que si l'on tente de tirer sur l'électrode vers la gauche, la portion de verrouillage vient buter contre le fond 48 de l'embrèvement. La torsion de la portion de verrouillage est réalisée au moyen d'une clé spéciale qui peut s'emboîter d'une part, dans l'embrèvement 24 et d'autre part, autour de la portion de verrouillage. L'embrèvement sert à empêcher toute tentative frauduleuse de faire tourner la portion de verrouillage en sens inverse afin de permettre le retrait de l'électrode hors de l'alésage. Le mode de réalisation qui vient d'être décrit permet donc d'immobiliser l'électrode dans le corps isolant aussi bien en mouvement longitudinal qu'en rotation, et cela sans collage ni cimentage de l'électrode. On note malgré tout sur la figure 5 que l'électrode n'est pas parfaitement immobilisée car elle présente un jeu longitudinal e qui peut être égal à la largeur de l'encoche 40. Il est très difficile de réduire ce jeu au delà d'une limite imposée par les tolérances d'usinage. On remédie à cet inconvénient avec l'électrode représentée à la figure 6 qui est beaucoup plus facile à réaliser que la précédente et qui peut être immobilisée dans l'alésage sans aucun jeu. En effet, l'encoche 40 a ici une profondeur et une largeur qui diminuent depuis des valeurs maximales p et 1 à une extrémité de l'encoche au niveau des méplats 38, 46 jusqu'à une profondeur et une largeur nulles qu'elles atteignent au point 50 situé à l'autre extrémité de l'encoche sur lesdits méplats. La face arrière 52 de la portion de verrouillage fait un angle aigu a avec l'axe de l'électrode. Le seul point qui doit être positionné avec exactitude est le point 50. Il doit se trouver exactement à une distance de l'épaulement 33 égale à la longueur L de la portion médiane d'alésage 22. Dans ces conditions, lorsqu'on imprime un mouvement de torsion de quelques degrés à la portion de verrouillage 30, la pointe qui aboutit au point 50 se soulève par rapport au plan du méplat 38 de la portion anti-rotation 28. Cette pointe vient se placer contre le fond 48 de l'embrèvement, bloquant ainsi l'électrode contre tout retrait vers la gauche. L'encoche 40 est réalisée en faisant tourner l'électrode autour de son axe sur un tour devant une fraise conique d'un mouvement faisant l'angle a avec l'axe de l'électrode. Les mouvements de l'électrode et de la fraise sont synchronisés de manière qu'initialement la fraise attaque la portion anti-rotation 28 de l'électrode au niveau du méplat 38, sur une profondeur P, qu'elle se rétracte progressivement à mesure que l'électrode tourne, et qu'elle soit à l'effleurement du point 50 lorsque l'électrode a tourné d'environ un demi-tour. On a ainsi réalisé une bougie d'allumage dont l'électrode est parfaitement immobilisée contre les mouvements rotatif et longitudinaux, sans aucun jeu. L'invention a été décrite dans le cas d'une bougie à deux alésages et deux électrodes, mais il va de soi qu'elle s'applique sans modification au cas des bougies ayant un seul alésage et une seule électrode, ou plus de deux alésages tels que les blocs dits d'allumage et d'ionisation. REVENDICATIONS 1. Bougie d'allumage (10) du type comprenant un corps isolant allongé (12) pourvu d'au moins un alésage longitudinal (14, 16) et une tige métallique ou électrode (18) montée dans ledit alésage, caractérisée en ce que ledit alésage présente sur au moins une portion de sa longueur un alésage non-cylindrique (22) et en ce que l'électrode (18) comprend successivement des moyens formant butée (33) venant en appui contre l'entrée de l'alésage non-cylindrique, une portion anti-rotation (28) non-cylindrique de forme complémentaire de celle de l'alésage non-cylindrique et de même longueur (L) que celle-ci, une portion de verrouillage (30) de même section que la portion anti-rotation et faisant saillie à l'extérieur de l'alésage non-cylindrique et une tige (32) formant l'électrode proprement dite, la portion anti-rotation (28) et la portion de verrouillage (30) étant séparées par une encoche périphérique (40) de faible largeur située à une distance des moyens formant butée (33) égale à ladite longueur (L) de l'alésage non-cylindrique, ce qui permet d'imprimer une torsion à la portion de verrouillage autour de son axe jusqu'à ce qu'elle ne soit plus en coïncidence avec l'alésage non-cylindrique. 2.- Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que la portion anti-rotation de l'électrode (28) est en forme de cylindre coupé par un méplat (38) parallèle à l'axe de l'électrode, et l'alésage non-cylindrique du corps isolant (22) est lui aussi en forme de cylindre coupé par un méplat, de forme complémentaire de celle de la portion anti-rotation. 3.- Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'encoche (40) a une largeur et une profondeur constantes, le flanc avant qui la délimite du côté de la portion de verrouillage étant contenu dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'électrode, situé à une distance des moyens formant butée égale à la longueur de l'alésage non-cylindrique. 4.- Bougie d'allumage selon les revendications 1 et 2, 4.- Bougie d'allumage selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'encoche (40) a une profondeur et une largeur qui diminuent progressivement depuis des valeurs maximales (p, 1) qu'elles ont à une extrémité de l'encoche sur le méplat (38) jusqu'à une valeur nulle qu'elles ont en un point (50) situé à l'autre extrémité de l'encoche sur le méplat, le flanc arrière (52) de la portion de verrouillage étant contenu dans un plan incliné par rapport à l'axe de 1 'électrode. 5.- Bougie d'allumage selon la revendication 4, caractérisée en ce que ledit point (50) se trouve à une distance des moyens formant butée (33) égale à ladite longueur (L) de l'alésage non-cylindrique (22). 6.- Bougie d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le corps isolant comporte à son extrémité de sortie un embrèvement (24) dans lequel la portion de verrouillage vient se loger entièrement. 7. - Procédé d'assemblage de la bougie d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire l'électrode dans l'alésage en commençant par la tige (32), à enfoncer l'électrode jusqu'à ce que le moyen formant butée (33) vienne en appui contre l'épaulement (44) défini à l'entrée de l'alésage noncylindrique (22) et à imprimer une torsion de quelques degrés à la portion de verrouillage (30) qui se trouve alors contenue dans l'embrèvement (24).