Brevet FR2910596A1 — publié le 20080627

Domaine de l'invention La présente invention concerne une bougie-crayon destinée à être installée dans la chambre de combustion d'un moteur à combustion interne. L'invention concerne tout particulièrement une bougie-crayon destinée à être installée dans l'anti-chambre de turbulence ou chambre de combustion d'un moteur à combustion interne à compression d'air et allumage non commandé. Etat de la technique Le document DE-100 30 924-Al décrit une bougie-crayon destinée à être installée dans une chambre de combustion. La bougie-crayon connue comporte un boîtier et un élément chauffant installé dans un perçage concentrique du boîtier. En outre à l'intérieur du perçage concentrique, il est prévu un goujon de branchement qui est mis en contact électrique d'une part par une couche de contact et 15 d'autre part par un élément de contact, de son côté avec l'élément chauffant en forme de tige. Il est en outre prévu un connecteur relié mécaniquement au boîtier. Le goujon de raccordement est mis en contact électrique par son autre extrémité avec ce connecteur. La bougie-crayon connue selon le document DE- 20 100 30 924-Al a l'inconvénient d'avoir une forme constructive qui dé-pend de son application. La bougie-crayon connue comporte un grand nombre de composants qui doivent être définis les uns par rapport aux autres vis-à-vis de leur dimension géométrique de construction. Cet accord de construction correspond à chaque application précise. La bou- 25 gie-crayon connue ne convient pas de ce fait pour des fabrications en grande série. Exposé et avantages de l'invention La bougie-crayon selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend un module fonctionnel, un module de contact et au 30 moins un module de liaison, - le module fonctionnel ayant un corps chauffant en forme de tige ; - le module de contact ayant un élément de contact permettant l'alimentation d'énergie électrique ; et 2910596 2 - le module de liaison relie électriquement et mécaniquement le module de contact au module fonctionnel ce qui permet une construction modulaire. La bougie-crayon selon l'invention a l'avantage de per- 5 mettre une construction modulaire. En particulier elle permet une adaptation ou un ajustement simple de la bougie-crayon à l'application souhaitée en ce qu'un certain module fonctionnel, un certain module de contact et un certain module de liaison seront combinés l'un avec l'autre. Il est avantageux de pouvoir adapter la longueur du module de liaison. Cela permet de fabriquer la bougie-crayon avec une caractéristique de fonctionnement analogue ou identique pour de nombreuses longueurs prédéfinies, différentes et la longueur totale de la bougie-crayon sera prédéfinie par la conception spécifique de la culasse ou autres éléments. Pour une telle variation de la longueur totale de la bougie-crayon, on peut conserver au moins les composants principaux du montage notamment le module fonctionnel et le module de contact. Il est en outre avantageux de façon économique de pou- voir fabriquer plusieurs bougies-crayons avec des longueurs différentes pour effectuer une série de tests ou des essais servant à déterminer la longueur totale optimale de la bougie-crayon. Il est également avantageux qu'en modifiant le module fonctionnel, on puisse par exemple remplacer un corps chauffant métal- lique par un corps chauffant en céramique ou inversement tout en conservant la réalisation constructive du module de contact et du module de liaison. Ainsi en cas de transformation, il suffira de mettre en oeuvre des moyens relativement réduits. La même remarque s'applique également pour l'échange du module de contact, pour sélectionner diffé- rentes possibilités de mise en contact. Il est avantageux que le module de liaison comporte un tube de liaison, que le module fonctionnel comporte un élément de liai-son reliant le module fonctionnel au tube de liaison et que le module de contact comporte un élément de liaison reliant le module de contact au tube de liaison. Le tube de liaison permet ainsi une liaison mécanique 2910596 3 du module fonctionnel avec le module de contact. Le tube de liaison peut être réalisé sous la forme d'un tube de liaison électro-conducteur pour réaliser en outre la liaison électrique entre le module de contact et le module fonctionnel. Cela permet une réalisation économique de la 5 bougie-crayon. La liaison entre le module de liaison et le module fonctionnel ou le module de contact par l'élément de liaison respectif peut se faire par exemple par un élément de liaison en forme de tige métallique. Dans ce cas, il est notamment possible d'enfoncer de force la tige métal- 10 lique dans le tube de liaison et la tige métallique peut avoir en plus ou en variante une surface structurée pour réaliser une liaison fiable. Cette réalisation de la liaison convient dans les mêmes conditions tant du côté du module de contact que du côté du module fonctionnel. De façon avantageuse, il est prévu un tube isolant qui entoure le tube de liaison du module de liaison pour permettre l'isolation électrique par rapport au boîtier métallique électro-conducteur. Le module de liaison se compose dans ce cas au pratiquement d'un double tube et le tube de liaison se trouve dans le tube isolant. Dessins 20 La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation préférentiels représentés dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes éléments portent les mêmes références. Dans ces dessins : 25 - la figure 1 montre en coupe schématique un premier exemple de ré- alisation d'une bougie-crayon selon l'invention ; et - la figure 2 montre en coupe schématique un second mode de réalisation d'une bougie-crayon selon l'invention. Description de modes de réalisation de l'invention 30 La figure 1 montre un premier exemple de réalisation d'une bougie-crayon 1 à structure modulaire représentée en coupe axiale. La bougie-crayon peut être réalisée notamment comme bougie-crayon 1 destinée à un moteur à combustion interne à compression de mélange et allumage non commandé. La bougie-crayon 1 comporte un 35 corps chauffant 2, en forme de tige par exemple sous la forme d'un 2910596 4 corps chauffant 2 en céramique ou d'un corps chauffant 2 métallique. Le corps chauffant 2 en forme de tige pénètre dans le cas de moteurs à anti-chambre ou chambre de turbulence dans la chambre du moteur à combustion interne ; dans le cas de moteurs à injection directe, le corps 5 chauffant pénètre dans la chambre de combustion du moteur. La bougie-crayon 1 selon l'invention convient toutefois également pour d'autres applications. La bougie-crayon 1 comporte un boîtier 3 formé d'un corps métallique ou de matière synthétique. Le boîtier 3 représenté à la 10 figure 1 selon le premier exemple de réalisation est de préférence en un métal. Le boîtier 3 a un perçage traversant concentrique. Le boîtier 3 comporte également un filetage extérieur 4 permettant de visser la bougie-crayon 1 dans un taraudage du moteur à combustion interne si bien que le boîtier 3 est alors relié électriquement à la masse. 15 La bougie-crayon 1 a un module fonctionnel 5 comprenant le corps chauffant 2 en forme de tige et un élément de liaison 6. L'élément de liaison 6 est relié électriquement et mécaniquement au corps chauffant 2, en forme de tige dans la zone 3. En outre le corps chauffant 2 en forme de tige est relié dans la zone 8 au boîtier métalli- 20 que 3. La bougie-crayon 1 comporte en outre un module de contact 9 comprenant un élément de contact 10 et un élément de liaison 11. Le module de contact 9 a en outre un élément isolant 12 qui peut être réalisé sous la forme d'une rondelle isolante ou d'une bague 25 isolante. L'élément isolant 12 est logé dans un dégagement 13 d'un côté du boîtier 3 et reçoit l'élément de contact 10 du module de contact 9 ; l'élément isolant 12 isole électriquement l'élément de contact 10 électroconducteur par rapport au boîtier 3. L'élément de contact 10 est relié électriquement et mécaniquement dans la zone 14 à l'élément de liaison 30 11, ce qui permet également une réalisation en une seule pièce. La bougie-crayon 1 comporte en outre un module de liai-son 15 avec un tube de liaison 16 électro-conducteur et un tube isolant 17 assurant l'isolation électrique. Le tube de liaison 16 est entouré sur toute sa longueur par le tube isolant 17. Toutefois le tube de liaison 16 35 peut le cas échéant dépasser à une ou aux deux extrémités du tube iso- 2910596 5 lant 17. Le tube isolant 17 assure l'isolation du tube de liaison 16 par rapport au boîtier métallique 3. Il y a en outre une liaison électrique entre l'élément de contact 10 et le tube de liaison 16 par l'élément de liai- son 11 ainsi qu'une liaison électrique entre le tube de liaison 16 et le 5 corps chauffant en forme de tige 2 par l'intermédiaire de l'élément de liaison 6. L'élément de contact 10 du module de contact 9 sert à raccorder une ligne électrique par un connecteur ou un moyen analogue. Cela permet d'appliquer une tension électrique à l'élément de contact 10, tension qui permet le passage du courant à travers l'élément de contact 10 10, l'élément de liaison 11, le tube de liaison 16, l'élément de liaison 6 et le corps chauffant 2 en forme de tige ; le circuit électrique passe par le boîtier 3 électro-conducteur pour être relié au bloc moteur constituant la masse. Cela permet le passage du courant de chauffage servant à chauffer le corps chauffant 2 en forme de tige. On évite le court-circuit 15 entre le tube de liaison 16 et le boîtier 3 par le tube isolant 17. On évite également un court-circuit entre l'élément de contact 10 et le boîtier 3 par l'élément isolant 12. L'élément de liaison 1 du module de contact 9 est réalisé comme tige métallique qui pénètre en partie dans le tube de liaison 16. 20 L'élément de liaison 11 est enfoncé dans le tube de liaison 16. En outre l'élément de liaison 11 réalisé par exemple comme tige métallique a une surface 18 en partie structurée ; cette structure est par exemple réalisée par impression. La surface structurée 18 améliore la liaison mécanique entre le module de contact 9 et le module de liaison 15. L'élément de 25 liaison 16 du module fonctionnel 5 a également une surface structurée 19 et l'élément de liaison 16 peut également être réalisé sous la forme d'une tige métallique enfoncée de force dans le tube de liaison 16. L'élément de contact 10 du module de contact 9 peut être de forme quelconque par exemple pour permettre la liaison avec un cer- 30 tain connecteur sans modification constructive des autres composants de la bougie-crayon 1 notamment du module de liaison 15 ou du module fonctionnel 5. De façon correspondante, on peut également réaliser le corps chauffant 2 en forme de tige avec une forme très quelconque notamment comme corps chauffant en céramique 2 ou comme corps 35 chauffant métallique 2 sans modification construction des autres com- 2910596 6 posants de la bougie-crayon 1 en particulier du module de contact 9 ou du module de liaison 15. En outre on peut modifier la longueur 25 du module de liaison 15 avec des moyens réduits ou prévoir cela sans modification 5 constructive du module fonctionnel 5 ou du module de contact 9. Cela permet une adaptation à chaque application par l'adaptation de la longueur du module de liaison 15 suivant la longueur totale 26 souhaitée pour la bougie-crayon 1. En particulier, la réalisation du module de liai-son 15 comme double-tubes 16, 17 composé du tube de liaison 16 et du 10 tube isolant 17 permet une adaptation simple de la longueur 25 du module de liaison 15. En particulier on peut réaliser plusieurs bougies-crayons 1 avec des longueurs totales 26 différentes et le module fonctionnel 5 et le module de contact 9 seront identiques, l'adaptation se faisant par la 15 longueur 25 du module de liaison 15. En outre le boîtier 1 peut être adapté de manière simple à la longueur 25 du module de liaison 15. On a une réalisation particulièrement simple dans le cas d'un boîtier 3 en matière plastique obtenu par exemple par un surmoulage par injection. La liaison à la masse 20 électrique est alors assurée de façon appropriée. La structure modulaire de la bougie-crayon 1 a en outre l'avantage de permettre la réalisation par exemple de différentes formes pour le module fonctionnel 5, le module de contact 9 et/ ou le module de liaison 15. Cette structure modulaire permet alors un grand nombre de 25 variantes de réalisation pour la bougie-crayon 1. Le tube de liaison 16 peut être réalisé en un alliage approprié acier/laiton/aluminium d'une épaisseur de paroi de l'ordre d'environ 0,15 mm jusqu'à 1 mm. Une longueur totale possible 26 pour la bougie-crayon 1 peut être par exemple de 150 mm ; la longueur to- 30 tale 26 peut être modifiée par la longueur 25 du module de liaison 15. Le tube isolant 17 peut être réalisé en un polymère résistant à la température ou aussi sous la forme d'une enveloppe isolante 17 entourant le tube de liaison 16. En outre le tube isolant 17 peut être en une céramique isolante notamment en Stéatite. L'élément isolant 12 peut assurer 35 non seulement l'isolation électrique mais également l'étanchéité au gaz 2910596 7 entre l'élément de contact 10 et le boîtier 3. La structure partiellement structurée de la surface 18, 19 peut être en forme de moletage. L'enfoncement de l'élément de liaison 11 ou de l'élément de liaison 6 dans le tube de liaison 16 permet ainsi une fabrication économique et 5 d'autres liaisons sont possibles notamment des liaisons vissées. La figure 2 montre un second exemple de réalisation de la bougie-crayon 1 selon une vue en coupe schématique. Dans cet exemple de réalisation, le boîtier 3 est en deux parties ; une première partie de boîtier 31 est en matière plastique. Une seconde partie de boîtier 32 10 est en métal. En particulier la seconde partie de boîtier 32 est un manchon en acier. Dans ce cas, dans la zone 18 on aura le contact électrique entre le corps chauffant 2 en forme de tige du module fonctionnel 5 et la seconde partie 32 du boîtier 3. En outre la seconde partie de boîtier 32 est reliée de façon appropriée au moteur à combustion interne 15 pour réaliser la liaison électrique avec la masse électrique. La première partie 31 du boîtier 3 est isolante électrique. La première partie de boîtier 31 entoure le tube de liaison 16 électro-conducteur du module de liaison 15 pour éviter tout court-circuit électrique entre le tube de liai-son 16 et la seconde partie de boîtier 32. En outre l'élément de contact 20 10 est placé directement dans la cavité 13 de la première partie de boîtier 31 pour réaliser une fermeture étanche au gaz. La réalisation de la première partie de boîtier 31 correspond à une fabrication économique du boîtier 3 de la bougie-crayon 1 par exemple par surmoulage par injection de matière plastique et ensuite mise en place de la seconde par- 25 tie de boîtier 32 métallique pour permettre notamment une adaptation simple à la longueur 25 du module de liaison 15. L'énergie électrique qui arrive par l'élément de contact 10 du module de contact 9 passe dans cet exemple de réalisation par le tube de liaison 16 sur le corps chauffant 2 en forme de tige du module 30 fonctionnel 5 pour permettre le chauffage du corps chauffant 2 en forme de tige. Il est avantageux que le boîtier comporte une première partie 31 isolante électrique et une seconde partie 32 électro-conductrice pour assurer d'une part la liaison du boîtier 3 à la masse électrique et d'autre part isoler le tube de liaison 16 électro-conducteur par rapport au bol- 35 tier 3. REVENDICATIONS 1 ) Bougie-crayon (1) destinée à être installée dans une chambre de combustion d'un moteur à combustion interne comprenant un module fonctionnel (5), un module de contact (9) et au moins un module de liai-son (15), - le module fonctionnel (5) ayant un corps chauffant (2) en forme de tige ; - le module de contact (9) ayant un élément de contact (10) permettant l'alimentation d'énergie électrique ; et - le module de liaison (15) reliant électriquement et mécaniquement le module de contact (9) au module fonctionnel (5), ce qui permet une construction modulaire. 2 ) Bougie-crayon selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur (25) du module de liaison (15) est adaptable. 3 ) Bougie-crayon selon la revendication 1, caractérisée en ce que le module de liaison (15) comporte un tube de liaison (16), le module fonctionnel (5) comporte un élément de liaison (6) reliant le module fonctionnel (5) au tube de liaison (16), et le module de contact (9) comporte un élément de liaison (11) reliant le module de contact (9) au tube de liaison (15). 4 ) Bougie-crayon selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément de liaison (11) du module fonctionnel (5) est réalisé comme tige métallique pénétrant au moins en partie dans le tube de liaison (16). 5 ) Bougie-crayon selon la revendication 4, caractérisée en ce que la tige métallique du module fonctionnel (5) est enfoncée de force dans le tube de liaison (16). 2910596 9 6 ) Bougie-crayon selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que la tige métallique du module fonctionnel (5) comporte une surface (19) au moins en partie structurée. 5 7 ) Bougie-crayon selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'élément de liaison (11) du module de contact (9) est réalisé en forme de tige métallique pénétrant au moins en partie dans le tube de liaison 10 (16). 8 ) Bougie-crayon selon la revendication 3, caractérisée en ce que le tube de liaison (16) est réalisé comme tube de liaison électro-15 conducteur (16), l'élément de liaison (11) du module fonctionnel (5) est relié électrique-ment au corps chauffant (2) en forme de tige, et l'élément de liaison (11) du module de contact (9) est relié électrique-ment à l'élément de contact (10). 20 9 ) Bougie-crayon selon la revendication 3, caractérisée par un boîtier métallique (3), et le module de liaison (15) comporte un tube isolant (17) qui entoure au 25 moins par segment le tube de liaison (16) et pour isoler ce dernier par rapport au boîtier métallique (3). 10 ) Bougie-crayon selon la revendication 9, caractérisée en ce que 30 le module de contact (9) comporte un élément isolant (12) qui isole l'élément de contact (10) par rapport au boîtier métallique (3). 11 ) Bougie-crayon selon la revendication 3, caractérisée par 35 un boîtier (3) au moins en matière plastique, et le boîtier (3) entoure au moins par segment le tube de liaison (16).