Brevet FR2752102A1 — publié le 19980206

Bougie d'allumage à composant électrique intégré et son procédé d'assemblage. La présente invention concerne une bougie d'allumage à composant électrique intégré et son procédé d'assemblage. Les bougies d'allumage comprennent généralement un corps tubulaire en matière isolante et une électrode fixée à l'intérieur de l'alésage du corps isolant. Par le brevet N0 2 329 088 appartenant au même Demandeur, on connaît un procédé qui permet de réaliser une immobilisation sure et permanente de l'électrode dans le corps isolant. Ce procédé consiste à former sur la paroi de l'alésage du corps isolant, lors du pressage isostatique de celui-ci, plusieurs nervures longitudinales dont les crêtes définissent entre elles un passage de diamètre légèrement inférieur au diamètre de l'électrode, et à forcer l'électrode dans l'alésage en exerçant une poussée longitudinale sur celle-ci. Dans ce mouvement, les nervures creusent des empreintes sur la surface latérale de l'électrode et l'immobilisent ainsi en rotation et en translation. Toutefois, ce procédé de montage est inapplicable dans le cas des bougies d'allumage dans lesquelles l'électrode est montée en série avec un composant électrique ou électronique, tel qu'une résistance anti-parasite, un condensateur ou un fusible. Parfois, l'électrode est également reliée à un embout métallique qui sert à réaliser la connexion avec l'alimentation électrique. Tous ces éléments sont solidarisés bout à bout, par exemple par soudage ou par sertissage et le train de composants ainsi formé doit être introduit dans le corps isolant et y être solidement immobilisé. Mais on comprend que ce train dont la rigidité n'est assurée que par les soudures ou les sertissages d'aboutement, n'a pas une résistance mécanique suffisante pour pouvoir être forcé à travers les nervures de l'alésage du corps isolant. On pourrait certes utiliser un corps isolant à alésage lisse et y fixer ledit train de composants par cimentage, mais ce procédé présente plusieurs inconvénients. Par exemple, les ingrédients constitutifs du ciment doivent être compatibles avec les composants électriques ou électroniques qu'ils ont pour but d'immobiliser dans le corps isolant en céramique. De plus, cette compatibilité doit être garantie dans le temps et aux températures de travail des bougies qui peut s'élever à plusieurs centaines de degrés centigrades, ce qui est problématique. Enfin, le cimentage de ce train de composants solidarisés entre eux est dispendieux en maind'oeuvre et peu économique. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients et a donc pour objet une bougie d'allumage du type susmentionné, dans laquelle l'ensemble de l'électrode, du composant électrique ou électronique et de l'embout peut être introduit par forçage dans l'alésage d'un corps isolant à alésage nervuré, sans que cela entraîne la rupture des zones de connexion entre les différents éléments, et peut y être solidement fixé sans utilisation de ciment. La bougie d'allumage selon l'invention est du type comprenant un corps tubulaire isolant, par exemple en céramique, et un ensemble électrode formé d'une électrode, d'au moins un composant électrique ou électronique et d'un embout tubulaire en métal, tous ces éléments étant solidarisés bout à bout, caractérisé en ce que le corps tubulaire présente un alésage en gradins comprenant un premier alésage situé du côté d'une extrémité du corps isolant, ayant un faible diamètre et muni de premières nervures longitudinales de faible hauteur, un deuxième alésage situé du côté de l'autre extrémité du corps isolant, ayant un diamètre supérieur à celui du premier alésage et muni de secondes nervures longitudinales de faible hauteur, et un alésage lisse compris entre les deux autres alésages et ayant un diamètre au moins égal à celui du premier alésage, en ce que l'électrode comprend une portion arrière cylindrique de diamètre compris entre le diamètre du premier alésage et le diamètre du passage défini entre les crêtes des premières nervures, et une portion avant de diamètre inférieur à celui dudit passage, en ce que l'embout a un diamètre extérieur compris entre le diamètre du second alésage et le diamètre du passage défini entre les crêtes des secondes nervures, en ce que la distance comprise entre l'épaulement où se raccordent les portions avant et arrière de l'électrode et l'extrémité avant de l'embout est égale à la distance qui sépare les extrémités arrière des premières et des secondes nervures et en ce que lorsque l'électrode et l'embout sont en butée contre les extrémités arrière des premières et secondes nervures, une portion de l'électrode et une portion de l'embout font saillie à l'avant et à l'arrière du corps isolant. I1 résulte de ces caractéristiques qu'au début de l'introduction de l'ensemble électrode dans le corps isolant, la portion arrière de l'électrode et l'embout viennent simultanément en butée contre les premières et secondes nervures respectivement. Pour amener l'ensemble électrode à sa position définitive, on exerce simultanément sur la portion d'électrode qui fait saillie à l'avant du corps tubulaire une traction longitudinale et sur l'embout qui fait saillie à l'arrière du corps isolant une poussée longitudinale de mêmes sens et intensité que la traction et exactement au même moment de manière que l'ensemble électrode se déplace en bloc et que l'embout pénètre à force à travers les secondes nervures en même temps que la portion arrière de l'électrode pénètre à force à travers les premières nervures. Etant donné que les efforts de traction et de poussée sont concomitants et de même intensité, il ne se produit aucune contrainte longitudinale sur les zones de soudure ou de sertissage et donc pas de risque de rupture du train de composants. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit à présent à titre d'exemple en regard des dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue partiellement en élévation et partiellement en coupe d'une bougie d'allumage selon l'invention, l'ensemble électrode étant montré prêt à être introduit dans le corps isolant la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle suivant la ligne II-II de la figure 1 la figure 3 est une vue en coupe à plus grande échelle suivant la figure III-III de la figure 1 la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 montrant l'ensemble électrode en cours d'introduction dans le corps isolant la figure 5 représente l'ensemble électrode dans la position qu'il occupe au moment où il va être forcé à travers les nervures du corps isolant ; et la figure 6 montre l'ensemble électrode dans sa position finale dans le corps isolant. Avec référence aux figures 1 à 3, la bougie d'allumage comprend d'une part un ensemble électrode 10 formé d'une électrode proprement dite 12, d'un composant électrique ou électronique 14, tel qu'une résistance anti-parasite et d'un embout tubulaire métallique 16, ces trois éléments étant solidarisés bout à bout dans cet ordre, par exemple par soudure ou sertissage, et d'autre part un corps isolant en céramique 18 de forme tubulaire. L'électrode 12 est constituée par une tige métallique comprenant une portion arrière 20 de diamètre d et une portion avant 22 décolletée à un diamètre d' légèrement inférieur à d, ces deux portions étant raccordées par un épaulement 23. L'embout 16 comprend une portion arrière 24 de diamètre D supérieur à d, une portion avant 26 décolletée à un diamètre D' légèrement inférieur à D, ces deux portions étant raccordées par un épaulement 27 et une portion de connexion 28 sur laquelle vient se fixer un câble d'alimentation électrique, non représenté. Le corps isolant 18 est percé d'un alésage en gradins comprenant un premier alésage 30 s'étendant du côté d'une extrémité du corps isolant et ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre d de la portion arrière 20 de l'électrode, un second alésage 32 s'étendant du côté de l'autre extrémité du corps isolant et ayant un diamètre légèrement supérieur au diamètre D de la portion arrière 24 de l'embout et un alésage lisse 34 compris entre les premier et second alésages. Selon l'invention, le premier alésage 30 présente une pluralité de nervures longitudinales 36 (quatre dans le cas de la figure 2), de très faible hauteur, qui restreignent la section de passage libre dudit alésage. De même, le second alésage 32 présente des nervures longitudinales 38 de très faible hauteur qui s'arrêtent à faible distance de l'extrémité d'entrée du corps isolant. Les dimensions longitudinales du corps isolant et de l'ensemble électrode obéissent à des conditions précises. Ainsi, la distance 1 séparant l'extrémité arrière des nervures 36 de l'extrémité arrière des nervures 38 est égale à la distance comprise entre les épaulements 23 et 27 de l'ensemble électrode. De plus, la partie décolletée 22 de l'électrode est plus longue que l'alésage 30. Enfin, la portion de l'embout située à l'arrière de l'épaulement 27 est plus longue que la portion d'alésage 32 qui est dépourvue de nervures. On comprendra par la suite la raison de ces conditions. Pour assembler la bougie d'allumage, on présente l'ensemble électrode 10 devant l'entrée droite du corps isolant 18, comme représenté sur la figure 1 et on le fait glisser vers la gauche. La figure 4 montre l'ensemble électrode dans une position intermédiaire pendant son mouvement. L'extrémité de l'électrode 12 est sur le point de pénétrer dans l'alésage 30. Le mouvement de glissement se poursuit librement jusqu'à ce que l'ensemble électrode arrive à la position de la figure 5. Compte tenu des conditions dimensionnelles susmentionnées, les épaulements 23 et 27 arrivent alors au même moment en butée contre les extrémités des nervures 36 et 38. A ce moment, l'extrémité de la portion avant 22 de l'électrode fait saillie à l'avant du corps isolant et l'embout 16 fait saillie à l'arrière du corps isolant. On exerce alors simultanément sur l'extrémité saillante de l'électrode et sur l'extrémité saillante de l'embout, respectivement une traction T et une poussée P vers la gauche sur la figure 1, d'égales intensités. Il en résulte que l'ensemble électrode se déplace en bloc et que les rainures 36 et 38 creusent simultanément des empreintes dans la portion 20 de l'électrode et dans la portion 24 de l'embout respectivement. Puisque le déplacement se fait en bloc, les zones de soudure ou de sertissage entre lélectrode, le composant électrique et l'embout ne sont à aucun moment soumises à des contraintes longitudinales. La traction et la poussée peuvent être exercées soit manuellement soit au moyen d'une machine appropriée. Sur l'embout 16 est formée une collerette 40 destinée à venir en butée contre le bord arrière du corps isolant lorsque les portions 20 et 24 sont en prise sur toute leur longueur avec les nervures 36 et 38 respectivement. L'ensemble électrode est alors solidement immobilisé dans le corps isolant. Il est remarquable que ce résultat a été obtenu selon l'invention sans utiliser de ciment. Les bougies d'allumage sont utilisées dans des chaudières où règne généralement une pression élevée. Le gaz sous pression qui traverse la bougie d'allumage en passant à travers les interstices formés entre l'électrode et le corps isolant risque de produire des sifflements ou de laisser filtrer à l'extérieur de la chaudière des gaz de combustion, ce qui n'est jamais désirable. Pour éviter ces inconvénients, il est prévu de placer un joint torique 42 sur la partie de l'embout située juste avant la collerette 40. Comme le montre la figure 6, dans la position finale de l'ensemble électrode, le joint est logé dans l'extrémité 44 de l'alésage 32 qui est dépourvue de nervures. REVENDICATIONS 1. Bougie d'allumage du type comprenant un corps tubulaire isolant (18), par exemple en céramique, et un ensemble électrode (10) formé d'une électrode (12), d'au moins un composant électrique ou électronique (14) et d'un embout tubulaire en métal (16) solidarisés bout à bout, par exemple par soudage ou sertissage, caractérisé en ce que le corps tubulaire (18) présente un alésage en gradins comprenant à une extrémité un premier alésage (30), ayant un faible diamètre et muni de premières nervures longitudinales (36) de faible hauteur, et à l'autre extrémité un second alésage (32) ayant un diamètre supérieur à celui du premier alésage et muni de secondes nervures longitudinales (38) de faible hauteur, et un alésage lisse (34) compris entre les deux autres alésages et ayant un diamètre au moins égal à celui du premier alésage, en ce que l'électrode (12) comprend une portion arrière cylindrique (20) de diamètre compris entre le diamètre du premier alésage et le diamètre du passage défini entre les crêtes des premières nervures (36) et une portion avant (22) de diamètre inférieur à celui dudit passage, en ce que l'embout a un diamètre extérieur compris entre le diamètre du second alésage (32) et le diamètre du passage défini entre les crêtes des secondes nervures (38), en ce que la distance (1) comprise entre l'épaulement (23) où se raccordent les portions avant et arrière de l'électrode et l'extrémité avant (27) de l'embout est égale à la distance (1) qui sépare les extrémités arrière des premières nervures (36) et des secondes nervures (38) et en ce que lorsque l'électrode et l'embout sont en butée contre les extrémités arrière des premières et secondes nervures, une portion de l'électrode et une portion de l'embout font saillie respectivement à l'avant et à l'arrière du corps isolant. 2. Bougie d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que sur l'embout est formée une collerette (40) destinée à venir en butée contre le bord arrière du corps isolant lorsque les portions (20) et (24) sont en prise sur toute leur longueur avec les nervures (36) et (38) respectivement. 3. Bougie d'allumage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'embout est muni sur la zone située avant la collerette d'un joint torique (42) destiné à venir se loger à une extrémité (44) du second alésage (32) dépourvue de nervures. 4. Procédé d'assemblage de la bougie d'allumage caractérisé en ce qu'il consiste à introduire l'ensemble de l'électrode (12), du composant électrique ou électronique (14) et de l'embout (16) préalablement solidarisés bout à bout, dans le corps isolant par l'extrémité du second alésage (32), à faire glisser librement l'ensemble jusqu'à ce que les extrémités de la portion arrière (20) de l'électrode et de la portion arrière (24) de l'embout viennent en butée respectivement contre les extrémités des premières nervures (36) et des secondes nervures (38) et à exercer sur la portion de l'électrode qui fait saillie à l'avant du corps isolant une traction longitudinale (T) et sur la partie de l'embout qui fait saillie à l'arrière du corps isolant une poussée longitudinale (P) de mêmes sens et intensité que la traction et exactement au même moment, de manière que l'ensemble se déplace en bloc et que l'embout (16) pénètre à force à travers les secondes nervures (36), en même temps que la partie arrière (20) de l'électrode pénètre à force à travers les premières nervures (38).