Brevet FR3007825A1 — publié le 20150102

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une bougie de pré- chauffage pour un moteur thermique comportant un corps tubulaire logeant une électrode centrale et une cartouche chauffante en céra- mique. La cartouche chauffante en céramique ayant un premier point de contact et un second point de contact, le premier point de contact électrique de la cartouche chauffante en céramique étant relié au corps tubulaire de la bougie et le second point de contact électrique de la cartouche chauffante étant relié électriquement à l'électrode centrale. Etat de la technique On connait déjà des bougies de préchauffage à cartouche chauffante en céramique selon le document EP 1 707 883. Ce document décrit une bougie de préchauffage comportant une cartouche chauffante en céramique et une électrode centrale. Le contact électrique entre l'électrode centrale et la cartouche chauffante en céramique se fait par un fil électro-conducteur. Le fil électro-conducteur est intégré dans une poudre isolante pour éviter tout court-circuit par contact entre le fil électro-conducteur et le corps tubulaire. Dans cette bougie de préchauffage, le corps tubulaire est rempli d'une poudre isolante qui assure l'isolation électrique du fil électro-conducteur par rapport à au corps tubulaire et en outre stabilise mécaniquement le fil contre les secousses. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet une bougie de pré- chauffage du type défini ci-dessus caractérisé en ce que l'extrémité de l'électrode centrale tournée vers la cartouche chauffante en céramique comporte un prolongement en forme de broche qui est logé de façon coulissante axialement dans une pièce de contact pour réaliser le branchement électrique avec le premier point de contact. La bougie de préchauffage selon l'invention a l'avantage, vis-à-vis de l'état de la technique de réaliser un contact plus simple avec la cartouche chauffante en céramique et de ne pas utiliser de poudre isolante de remplissage de sorte que sa fabrication est simple et économique. En outre, la bougie de préchauffage selon l'invention est plus résistante vis-à-vis des contraintes thermiques et mécaniques car la liaison se fait par le prolongement en forme de broche de l'électrode centrale et la pièce de contact est beaucoup plus rigide qu'une liaison par fil. La liaison plus solide et plus rigide entre l'électrode centrale et la cartouche chauffante permet de supprimer le remplissage du corps tu- bulaire avec la poudre isolante ce qui permet l'économie d'au moins une étape de fabrication et ainsi une économie significative et, le cas échéant, une accélération du procédé de fabrication. Pour garantir le contact électrique entre le second point de contact de la cartouche chauffante et l'électrode centrale, celle-ci comporte un segment d'appui et entre le segment d'appui et la pièce de contact il y a un ressort de compression qui assure la précontrainte vis-à-vis du second point de contact électrique et le segment d'appui constitue le contre-appui pour le ressort de compression. Selon un développement avantageux du segment d'appui, l'électrode centrale a un second segment de diamètre plus grand que la partie restante de l'électrode centrale. Ainsi, de façon avantageuse, ce second segment correspond à une électrode centrale dont le diamètre est augmenté c'est-à-dire qui est réalisé en une seule pièce avec l'électrode centrale. En variante, ce second segment peut également être constitué par un manchon que l'on engage sur l'électrode centrale. Ce manchon peut être relié à l'électrode centrale par une liaison par la force, une liaison par la forme ou une liaison par la matière. Ce second segment sur l'électrode centrale permet de tenir d'autres composants emmanchés sur l'électrode centrale par exemple des éléments isolants, des éléments d'étanchéité ou des ressorts pour être tenu en place. D'une manière particulièrement avantageuse, un ressort est installé entre le premier segment de l'électrode centrale et la pièce de contact, ce ressort agissant sur la pièce de contact. D'une manière particulièrement avantageuse, le ressort de compression assure une pré- contrainte définie entre la pièce de contact et le second point de contact sur la cartouche chauffante en céramique. Selon un autre développement avantageux, la pièce de contact a un manchon de guidage qui reçoit au moins en partie le prolongement en forme de broche de l'électrode centrale, garantissant de manière simple et sure le contact entre l'électrode centrale et la pièce de contact. De façon particulièrement avantageuse, le ressort est concentrique et coaxial au manchon de guidage de la pièce de contact. Dans ce cas, on utilise le manchon de guidage pour sa surface inté- rieure comme moyen de guidage du prolongement en forme de broche de l'électrode centrale et sa surface extérieure sert au guidage ou au centrage du ressort. On supprime ainsi tout moyen de réception supplémentaire pour le ressort. Pour de nombreuses applications, il est avantageux que le manchon de guidage soit fendu. Le manchon de gui- dage fendu évite tout grippage entre le prolongement en forme de broche de l'électrode centrale et le manchon de guidage car pour des dilatations thermiques différentes, le manchon de guidage pourra s'élargir plus par sa fente et éviter ainsi le blocage. De façon particulièrement avantageuse, la pièce de con- tact a un élément de poussée contre lequel s'appuie le ressort. L'élément de poussée a une surface d'appui plane contre laquelle s'appuie le ressort de compression. Le ressort de compression peut ainsi transmettre de manière idéale la poussée à la pièce de contact et ga- rantir la liaison électrique le long de la chaîne formée par l'électrode centrale, la pièce de contact et le second point de contact de la cartouche chauffante en céramique. Selon un autre développement avantageux, un tube de support est logé entre le corps tubulaire et la cartouche chauffante en céramique. Le tube de support facilite le montage de la bougie de pré- chauffage notamment la fixation d'un élément isolant sur l'électrode centrale ou le positionnement d'un joint car le tube de support se déforme plastiquement moins que le corps tubulaire sous l'effet d'une moindre force. De plus, au démontage de la bougie de préchauffage, on pourra toujours utiliser le corps tubulaire, ce qui réduit le coût du trai- tement des déchets et le cas échéant celui d'une remise en série. De façon particulièrement avantageuse, le tube de sup- port est coaxialement à l'intérieur du corps tubulaire au moins jusqu'au niveau de l'électrode centrale, si bien que l'on peut avoir un élément iso- Tant entre le tube de support et l'électrode centrale. L'élément isolant, par exemple une bague isolante emmanchée sur l'électrode centrale, garantit l'écartement entre l'électrode centrale et le boîtier ou entre l'électrode centrale et le tube de support. On évite ainsi tout court-circuit entre l'électrode centrale et le boîtier ou le tube de support. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le tube de support a une nervure qui pousse l'élément isolant contre l'électrode centrale. La nervure réalise au moins une liaison partielle par la forme, entre le tube de support et l'élément d'isolation ce qui bloque tout glissement de l'élément d'isolation. En outre la nervure génère une force de compression définie sur l'élément isolant qui garantit la liaison par la force entre le tube de support, l'élément isolant et l'électrode centrale. En variante et de façon avantageuse, un élément isolant est prévu entre le corps tubulaire et l'électrode centrale, notamment entre le corps tubulaire et le premier segment de l'électrode centrale. Dans le cas de la bougie de préchauffage selon l'invention, sans tube de support, on évite de cette manière tout contact entre l'électrode centrale et le corps tubulaire et ainsi tout court-circuit électrique. De façon particulièrement avantageuse, le corps tubulaire a une nervure qui pousse l'élément isolant contre l'électrode centrale dans le corps tubulaire. Ce type de liaison (comme dans le cas d'une réalisation avec un tube de support) réalise au moins partiellement une liaison par la forme entre le corps tubulaire et l'élément isolant de sorte que l'élément isolant est bloqué pour éviter son glissement. Selon un autre développement avantageux, l'élément de poussée a un bossage, notamment un bossage hémisphérique relié élec- triquement au second point de contact. Le bossage de l'élément de poussée permet à la combinaison de l'électrode centrale et de la pièce de contact de bouger pour compenser de faibles défauts d'alignement. Un bossage hémisphérique offre une géométrie avantageuse car le contact se fait suivant l'hémisphère du second pont de contact de la cartouche chauffante en céramique par un mouvement de roulement. En variante, de façon avantageuse, l'élément de poussée a une collerette coaxiale à l'épaulement de la cartouche chauffante en céramique. La réalisation avec la collerette et l'épaulement réalise éga- lement une fonction de compensation garantissant le contact électrique entre la cartouche chauffante en céramique même en cas de défaut d'alignement entre l'électrode centrale, le manchon de contact et la cartouche chauffante en céramique. Dessins La présente invention sera décrite, ci-après, de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'une bougie de préchauffage de moteur thermique représenté dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes éléments ou les éléments analogues portent les mêmes références. Ainsi : - la figure 1 est une vue en coupe partielle d'un premier exemple de réalisation d'une bougie de préchauffage selon l'invention équipée d'une cartouche chauffante, - la figure 2 montre un autre exemple de réalisation d'une bougie de préchauffage selon l'invention représentée en coupe partielle, - la figure 3 montre un autre exemple de réalisation d'une bougie de préchauffage selon l'invention représentée en coupe partielle. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre la partie d'une bougie de préchauffage selon l'invention logée dans la chambre de combustion. La bougie de préchauffage se compose d'un corps tubulaire 1 logeant une électrode centrale 4. La bougie de préchauffage comporte en outre une cartouche chauffante 2 installée concentriquement à l'électrode 4 dans le prolongement de l'axe de la bougie de préchauffage. La pointe côté chambre de combustion de la cartouche chauffante 2 en céramique dépasse du corps tubulaire 1. Entre le corps tubulaire 1 et la cartouche chauffante en céramique 2, il y a un corps tubulaire de support 3 relié par une liaison par la force ou la forme et/ou par la matière ou au corps tubulaire 1 et à la cartouche chauffante en céramique 2. L'extrémité de l'électrode centrale 4 du côté de la car- touche chauffante en céramique 2 a un prolongement 11 en forme de broche. L'électrode centrale 4 comporte également un segment d'appui pour un appui complémentaire servant à un ressort de compression 13. Pour cela, l'électrode centrale 4 se compose d'un premier segment 4.1 ayant un premier diamètre Di, d'un second segment 4.2 ayant un se- cond diamètre D2 et d'un prolongement en forme de broche 11 ; le second segment 4.2 est réalisé entre le premier segment 4.1 et le prolongement en forme de broche 11. Le diamètre D2 du second segment 4.2 est plus grand que le diamètre D 1 du premier segment 4.1 de l'électrode centrale 4. Entre l'électrode centrale 4 et la cartouche chauffante en cé- ramique 2, une pièce de contact 8 réalise le branchement électrique entre l'électrode centrale 4 et le point de contact de la cartouche chauffante en céramique 2 comme cela sera décrit ultérieurement. La pièce de contact 8 comporte un élément de poussée 8.1 et un manchon de guidage 8.2. Le prolongement en forme de broche 11 de l'électrode centrale 4 pénètre au moins en partie dans le manchon de guidage 8.2 de façon que la pièce de contact 8 soit guidée par le manchon de guidage 8.2 sur le prolongement en forme de broche 11 pour son coulissement axial. Un ressort de compression 13 est installé entre l'élément de poussée 8.1 et le second segment 4.2 de l'électrode centrale 4. Le second segment 4.2 sert de contre-appui 12 au ressort de compression 13 qui pousse avec une force de précontrainte contre l'élément de poussée 8.1 de la pièce de contact 8 et assure la précontrainte de la pièce de contact 8 contre la face frontale de la cartouche chauffante en céramique 2. Pour cela, l'électrode centrale 4 est solidaire du corps. L'élément de poussée 8.1 a par exemple une collerette 8.3 du côté tourné vers la cartouche chauffante en céramique 2. En face de la collerette 8.3, la cartouche chauffante en céramique 2 comporte un épaulement 2.3 de sorte que la pièce de contact 8 est poussée de façon autocentrée contre la cartouche chauffante en céramique 2. La cartouche chauffante en céramique 2 a un premier point de contact 6 correspondant au pôle négatif qui est relié électriquement par le tube de support 3 au corps tubulaire 1. En outre, la cartouche chauffante en céramique 2 a un second point de contact 7 correspondant au pôle positif relié électriquement à la pièce de contact 8. Cela permet à la collerette 8.3 de la pièce de contact 8 coopérant avec l'épaulement 2.3 de la cartouche chauffante en céramique 2 d'assurer une certaine compensation sans interrompre la liaison électrique avec le pôle positif par l'intermédiaire de l'élément de contact 8.1 et du second point de contact 7. On réalise la liaison électrique entre le second point de contact 7 et l'électrode centrale 4 par la pièce de contact 8, la liaison électrique entre la pièce de contact 8 et l'électrode centrale 4 passant par le guidage axial entre le manchon de guidage 8.2 et le prolongement en forme de broche 11 ainsi que par le ressort de compression 13 ; les jeux de fabrication selon les figures 1 et 2 sont compensés par le ressort de compression pour la partie principale de la liaison électrique. Le tube de support 3 passe coaxialement dans le corps tubulaire 1 jusque sensiblement à la hauteur du premier segment 4.1 de l'électrode centrale 4 ; un élément isolant 10 est installé entre le premier segment 4.1 de l'électrode centrale 4 et le tube de support 3. Dans la région de l'élément isolant 10, le tube de support 3 comporte une nervure ou souillure 14 qui réalise une liaison en partie par la forme entre le tube de support 3 et l'élément isolant 10 pour bloquer tout glissement de l'élément isolant 10. En outre, la nervure 14 pousse l'élément isolant 10 qui dans cet exemple de réalisation est un manchon isolant, contre l'électrode centrale 4 ce qui réalise en plus une liaison par la force. En outre, l'élément isolant 10 est appliqué contre le second segment 4.2 de l'électrode centrale pour bloquer tout glissement de l'élément isolant 10 en position installée, sous l'effet de la gravité. L'élément isolant 10 fonctionne en outre comme élément de support réalisant un blocage solidaire du corps tubulaire de l'électrode centrale 4. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'électrode cen- trale est en une seule pièce pour le premier segment 4.1, le second segment 4.2 et le prolongement en forme de broche 11, par exemple sous la forme d'une simple pièce fabriquée au tour. Mais il est également possible de réaliser l'électrode centrale 4 en deux parties, le second segment 4.2 étant formé par un manchon que l'on glisse sur l'électrode centrale 4. Dans l'exemple de réalisation représenté, le pro- longement en forme de broche 11 a un diamètre inférieur à celui du premier segment 4.1 de l'électrode centrale. Mais il est également possible notamment si l'on utilise un manchon pour le second segment 4.2, que le premier segment 4.1 et le prolongement en forme de broche ont le même diamètre. Pour éviter les courts-circuits, l'élément isolant 10 comporte une collerette qui vient latéralement entre le second segment 4.2, l'électrode centrale 4 et le tube de support 3. En variante, l'élément isolant 10 est installé uniquement entre le second segment 4.2 et le tube de support 3 ou encore dans cette région on peut avoir un autre élé- ment isolant entre le tube de support 3 et le premier segment 4.2 de l'électrode centrale. La bougie de préchauffage selon l'invention n'utilise pas de poudre isolante dans le corps 1 car la structure définie ci-dessus assure une protection suffisante contre tout court-circuit électrique. La figure 2 montre un autre mode de réalisation d'une bougie de préchauffage à cartouche chauffante en céramique 2. Comme la structure de ce second mode de réalisation correspond en grande partie à celle du premier mode de réalisation, la description ci-après se limite aux seules différences. Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, il n'y a pas de tube de support 3. Ainsi, le premier point de contact 6 de la cartouche chauffante en céramique 2 est directement relié au corps tubulaire 1. Le branchement électrique du pôle négatif se fait ainsi directement par le premier point de contact 6 sur la cartouche chauffante en céramique 2 et le corps tubulaire 1. En outre, l'élément d'isolation 10 est installé entre le corps tubulaire 1 et le premier seg- ment 4.1 de l'électrode centrale. Pour bloquer l'élément d'isolation 10, le corps tubulaire 1 a une nervure 14 pour réaliser au moins une liaison partielle par la forme entre le corps tubulaire 1 et l'élément d'isolation 10. Pour cela, la nervure 14 est de préférence réalisée par déformation plastique du corps tubulaire 1 dans la région de la nervure 14 après le montage de la bougie de préchauffage. La figure 3 montre un autre exemple de réalisation de la bougie de préchauffage selon l'invention. Comme la structure de cette bougie de préchauffage est très voisine de celle de la figure 2, la descrip- tion ci-après se limitera aux différences de ce mode de réalisation par rapport à celui de la figure 2. La cartouche chauffante 2 en céramique a une extrémité plate c'est-à-dire sans épaulement à son extrémité tournée vers la pièce de contact 8. La pièce de contact 8 a un élément de poussée 8.1 avec une surface frontale essentiellement plane dont la col- lerette 8.3 est remplacée par un bossage 8.4 hémisphérique et elle est poussée par le ressort de compression 13 directement contre le second point de contact électrique 7 de la cartouche chauffante en céramique 2. En variante, le bossage 8.4 peut avoir une forme différente et notamment une forme conique ou une forme de pyramide. Le manchon de guidage 8.2 de la pièce de contact 8 de cet exemple de réalisation n'est pas un manchon complet mais seulement un manchon de guidage 8.7 fendu dans la direction axiale. Le manchon de guidage 8.7, fendu est élastique dans la direction radiale de sorte que le manchon de guidage 8.7 vient sur le prolongement en forme de broche 11 avec un contact de serrage permettant le coulissement axial à la manière d'un contact glis- sant. L'élément de poussée 8.1 et le manchon de guidage 8.7 de la pièce de contact 8 sont reliés avantageusement par une entretoise 8.8. Le contact par frottement réalise une meilleure liaison électrique entre la pièce de contact 8 et le prolongement en forme de broche 11 de l'électrode centrale 4 que la liaison des exemples de réalisation des fi- gures 1 et 2. En variante, la pièce de contact selon l'exemple de réali- sation de la figure 3 peut également s'appliquer aux exemples de réalisation des figures 1 ou 2. De façon correspondante, dans l'exemple de réalisation de la figure 3, on peut utiliser une pièce de contact 8 ayant un manchon de guidage selon les exemples de réalisation des figures 1 et 2.25 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Corps tubulaire 2 Cartouche chauffante en céramique 3 Tube de support 4 Electrode centrale 4.1 Premier segment 4.2 Second segment 8 Pièce de contact 8.1 Elément de poussée 8.2 Manchon de guidage 8.3 Collerette 8.4 Bossage 8.7 Manchon de guidage 8.8 Entretoise 10 Elément isolant 11 Prolongement en forme de broche 12 Contre-appui 13 Ressort de compression 14 Nervure/Souillure REVENDICATIONS1°) Bougie de préchauffage pour un moteur thermique comportant un corps tubulaire (1) logeant une électrode centrale (4) et une cartouche chauffante en céramique (2), la cartouche chauffante en céramique (2) ayant un premier point de contact (6) et un second point de contact (7), le premier point de contact électrique (6) de la cartouche chauffante en céramique (2) étant relié au corps tubulaire (1) de la bougie, et le second point de contact électrique (7) de la cartouche chauf- fante (2) étant relié électriquement à l'électrode centrale (4), bougie de préchauffage caractérisée en ce que l'extrémité de l'électrode centrale (4) tournée vers la cartouche en céramique chauffante (2) comporte un prolongement en forme de broche (11) et qui est logé de façon coulissante axialement dans une pièce de contact (8) pour réaliser le branchement électrique avec le premier point de contact (7). 2°) Bougie de préchauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode centrale (4) comporte un segment de support et un ressort (13) est interposé entre le segment de support et la pièce de contact (8), notamment un ressort de compression qui assure la précontrainte de la pièce de contact (8) contre le second point de contact électrique (7). 3°) Bougie de préchauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode centrale (4) a un premier segment (4.1) d'un premier diamètre (Di) et un second segment (4.2) avec un diamètre (D2) pour réali- ser un segment d'appui, le second segment (4.2) se situant entre le prolongement en forme de broche (11) et le premier segment (4.1) et le diamètre (D2) du second segment (4.2) étant supérieur au diamètre (Di) du premier segment de l'électrode centrale.354°) Bougie de préchauffage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second segment (4.2) est réalisé en une seule pièce avec l'électrode centrale (4). 5°) Bougie de préchauffage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le second segment (4.2) de l'électrode centrale (4) est formé par un manchon engagé sur l'électrode centrale (4) et qui après le montage est relié à l'électrode centrale (4) par une liaison par la force, une liaison par la forme ou une liaison par la matière. 6°) Bougie de préchauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce de contact (8) comporte un manchon de guidage (8.2) recevant en coulissement axial le prolongement en forme de broche (11) de la pièce de contact (8). 7°) Bougie de préchauffage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le ressort (13) est installé concentriquement et coaxialement au manchon de guidage (8.2) de la pièce de contact (8). 8°) Bougie de préchauffage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce de contact (8) a un élément de poussée (8.1) et le ressort (13) assure la précontrainte de l'élément de poussée (8.1) contre le second point de contact (7). 9°) Bougie de préchauffage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le manchon de guidage (8.2) est fendu dans la direction axiale. 10°) Bougie de préchauffage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un tube de support (3) est interposé entre le corps tubulaire (1) et la cartouche chauffante en céramique (2). 11°) Bougie de préchauffage selon la revendication 10, caractérisé en ce que le tube de support (3) s'étend coaxialement à l'intérieur du corps tubulaire (1) au moins jusqu'à la hauteur de l'électrode centrale (4) dans le corps tubulaire (1), et un élément isolant (10) séparant le tube de support (3) et l'électrode centrale (4). 12°) Bougie de préchauffage selon la revendication 11, caractérisé en ce qu' une nervure (14) est réalisée dans le tube de support (3) pour pousser l'élément isolant (10) contre l'électrode centrale (4). 13°) Bougie de préchauffage selon la revendication 1, caractérisé par un élément isolant (10) entre le boîtier (1) et l'électrode centrale (4) notamment entre le boîtier (1) et le premier segment (4.1) de l'électrode centrale (4). 14°) Bougie de préchauffage selon la revendication 13, caractérisé en ce que le corps tubulaire (1) comporte une nervure (14.1) qui pousse l'élément isolant (10) contre l'électrode centrale (4). 15°) Bougie de préchauffage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la nervure (8.1) a un bossage (8.4) notamment hémisphérique relié élec- triquement au second point de contact électrique (7). 16°) Bougie de préchauffage selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce de poussée (8.1) comporte une collerette (8.3) réalisée coaxiale- ment à l'épaulement (2.3) de la cartouche chauffante en céramique (2).