Brevet FR3011041A1 — publié le 20150327

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une bougie de pré- chauffage de moteur thermique comportant un corps tubulaire, une cartouche chauffante, le corps tubulaire ayant un connecteur pour le branchement électrique de la bougie de préchauffage et la bougie de préchauffage a une électrode reliant électriquement le connecteur au pôle positif de la cartouche chauffante et une cavité, notamment un intervalle annulaire existant entre le corps tubulaire et l'électrode qui isole le corps tubulaire par rapport à l'électrode. L'invention se rapporte également à un procédé de réali- sation d'une bougie de préchauffage de moteur thermique. Etat de la technique Les moteurs Diesel utilisent des bougies de préchauffage pour chauffer la chambre de combustion au démarrage à froid du mo- teur de façon que le carburant s'allume automatique par sa compres- sion dans la chambre de combustion. Pour cela on utilise des bougies de préchauffage ayant une cartouche métallique ou céramique. Dans le cas d'une cartouche céramique les fils chauffants traversent la céramique qui est alors chauffée par la résistance électrique. Une telle bougie de préchauffage est par exemple décrite dans le document EP 1 768 456 Al. Selon ce document, le branchement du contact positif de la cartouche chauffante se fait par un fil qui traverse axialement la bougie de préchauffage entre le contact de branchement et la cartouche chauffante. Le contact du pôle négatif se fait sur le côté au niveau de la surface périphérique de la cartouche chauf- fante en céramique et du corps de la bougie de préchauffage. Une cavité subsiste entre le fil de l'électrode et le corps de la bougie de préchauffage. Cette cavité est remplie d'une poudre. Ce remplissage est nécessaire pour stabiliser le fil constituant l'électrode ou le maintenir contre les efforts exercés par les vibrations et les contraintes thermiques de fonctionnement du moteur, et éviter ainsi un court-circuit entre le fil et le corps de la bougie. Toutefois, la fabrication de cette bougie de préchauffage est compliquée et pose des problèmes. D'une part, pour remplir le corps de la bougie avec la poudre isolante il faut compacter la poudre. Or, au cours de ce procédé de compactage, le fil et/ou le corps chauffant en matière céramique risque d'être endommagé. D'autre part, ce procédé est compliqué et couteux et le résultat du remplissage, et ainsi la qualité de l'isolation ne sont que difficilement contrôlable. Exposé et avantages de l'invention La présente invention a pour objet une bougie de pré- chauffage du type défini ci-dessus, caractérisée en ce que la cavité est remplie d'une matière isolante qui bloque l'électrode dans le corps tubulaire. La bougie de préchauffage selon l'invention a l'avantage, vis-à-vis de l'état de la technique, que la cavité entre le corps et la liai- son électro-conductrice (électrode centrale) est remplie d'une matière électro-isolante qui bloque la liaison électro-conductrice (électrode centrale) dans le corps de la bougie. En variante, il est proposé une isolation par un remplissage de poudre et le blocage de la liaison électro- conductrice (électrode centrale) par rapport au corps de la bougie as- sure une stabilisation significativement plus importante qu'avec un simple remplissage de poudre. En bloquant la liaison électroconductrice par rapport au corps de la bougie, on évite l'opération de compactage de la poudre d'isolation qui est compliquée et risque d'endommager les composants. Selon un développement avantageux, la matière isolante est une mousse auto-durcissable. Les mousses auto-durcissables sont en général légères et offrent une très grande tenue mécanique et thermique. En assurant le remplissage avec une mousse auto-durcissable, on réalise une liaison par la matière entre la liaison électro- conductructrice (électrode centrale), la matière isolante et le corps de la bougie, qui protège cette liaison électro-conductrice contre les efforts et les vibrations exercées de l'extérieur. De façon particulièrement avantageuse, la mousse auto-durcissable contient des fibres de verre qui aug- mentent sa tenue. Selon un autre développement avantageux, la matière isolante est une colle ou un adhésif liquide. Un adhésif liquide s'applique également, de manière simple et sans complication dans la cavité entre la liaison électro-conductrice (électrode centrale) et le corps de la bougie et après le durcissement de l'adhésif, notamment après l'évaporation du solvant, l'adhésif réalise également une liaison par la matière entre la liaison électro-conductrice (électrode centrale) l'adhésif et le corps de la bougie. En variante, de façon avantageuse, la matière isolante est une matière caoutchouteuse élastique et/ou un ressort électro-isolant. Le caoutchouc élastique ou le ressort isolant réalise une liaison par la force entre le corps de la bougie, la matière caoutchouteuse et/le ressort isolant et la liaison électro-conductrice (électrode centrale). De plus, une matière caoutchouteuse et/ou un ressort isolant assurent un amortissement particulièrement bon des vibrations et protègent ainsi la liaison électro-conductrice (électrode centrale) contre les dommages. D'une manière particulièrement avantageuse, le ressort isolant et/ou la matière caoutchouteuse élastique exercent une pression contre la surface enveloppe de la liaison électro-conductrice (électrode centrale). Cette pression exercée sur la surface enveloppe assure le cen- trage de la liaison électro-conductrice (électrode centrale) au milieu du corps de la bougie ; de plus, par comparaison aux surfaces frontales, la surface enveloppe est relativement grande et ainsi la sollicitation mécanique exercée sur la liaison électro-conductrice (électrode centrale) est faible. Selon un développement avantageux, la matière isolante est une matière plastique reliée par une liaison par la forme avec le corps de la bougie et la liaison électro-conductrice (électrode centrale). Un procédé d'injection est une autre possibilité pour réaliser l'isolation entre la liaison électro-conductrice et le corps de la bougie et par le pro- cédé d'injection on réalise une liaison par la matière. Un tel procédé d'injection est techniquement facile à appliquer et convient notamment pour des fabrications en grande série Selon un autre développement, la liaison électro- conductrice (électrode centrale) a une extrémité tournée vers la car- touche chauffante munie d'une pointe logée dans une cavité en forme d'encoche de la surface frontale de la cartouche chauffante qui en assure le centrage. Cette combinaison d'une pointe et d'une cavité en forme d'encoche permet de mieux compenser les différences de lon- gueur, par exemple celle provoquée par des coefficients de dilatation thermique différents entre la cartouche chauffante et la liaison électroconductrice. En plus, la pointe de centrage réalise au moins, en partie, une liaison par la forme, ce qui augmente la solidité vis-à-vis du fonctionnement du moteur à combustion à cause des efforts exercés sur la bougie de préchauffage. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation d'une bougie de préchauffage représentée dans les dessins annexés dans lesquels les élé- ments identiques ou analogues portent les mêmes références. Ainsi : - la figure 1 est une vue en coupe d'un premier mode de réalisation d'une bougie de préchauffage avec un remplissage de mousse autodurcissable, - la figure 2 est une en coupe d'un autre exemple de réalisation d'une bougie de préchauffage selon l'invention avec un remplissage d'adhésif avec un capteur de pression dont la membrane d'étanchéité est revêtue d'une couche d'isolation thermique, - la figure 3 est une vue en coupe d'un autre exemple de réalisation d'une bougie de préchauffage avec un remplissage d'une matière caoutchouteuse élastique et un ressort isolant, - la figure 4 est une vue en coupe d'un autre exemple de réalisation d'une bougie de préchauffage avec un surmoulage par injection de matière plastique de la liaison électro-conductrice. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre un premier mode de réalisation d'une bougie de préchauffage 10 selon l'invention destinée à un moteur thermique. La bougie de préchauffage 10 comporte un corps tubulaire 1 dont une extrémité est fermée par un connecteur 3. L'extrémité du corps tubulaire 1 à l'opposé du connecteur 3 comporte un tube de sup- port 30 logé dans le corps tubulaire 1 et entourant au moins en partie une cartouche chauffante 2. La cartouche chauffante 2 comporte un fil chauffant 23 intégré dans la matière céramique 24 de la cartouche chauffante 2 en étant isolé électriquement par cette matière céramique 24. La cartouche chauffante 2 a en outre un premier point de contact notamment un pôle positif 22 sur son côté frontal tourné vers le connecteur 3. La cartouche chauffante 2 a un second point de contact de préférence un pôle négatif 21 par lequel la cartouche chauffante 2 est en contact électrique avec le tube de support 30. Une liaison électrique est réalisée par une électrode cen- trale 5 entre le connecteur 3 et la cartouche chauffante 2, notamment entre le contact de branchement 3 et le pôle positif 22. Cette liaison électrique 5 est par exemple sous la forme d'un fil métallique ou d'une tige métallique réalisant le contact électrique entre le pôle positif 22 de la cartouche chauffante 2 et le connecteur 3. Une cavité 11 sous la forme d'un intervalle annulaire 12 existe entre le corps tubulaire 1 et l'électrode centrale 5. Cette cavité 11 est remplie d'une mousse autodurcissable 16 au cours de l'étape de fabrication de la bougie de préchauffage 10. Cette mousse constitue un isolant 15 entre l'électrode centrale 5 et le corps tubulaire 1. Pour augmenter la solidité on peut charger la mousse auto-durcissable 16 avec des fibres de verre 17. La figure 2 montre un autre exemple de réalisation d'une bougie de préchauffage selon l'invention. Comme cette réalisation est en grande partie identique à celle de la figure 1, la description donnée ci- après se limitera aux différences par rapport à l'exemple de réalisation de la figure 1. La cavité 11 entre le corps tubulaire 1 et l'électrode centrale 5 de cet exemple de réalisation est remplie d'un adhésif liquide 18 qui, après durcissement, réalise également une liaison par la matière entre l'électrode centrale 5, l'isolant 15 réalisé réalisée par l'adhésif 18 et le corps tubulaire 1. La figure 3 montre un autre exemple de réalisation dont la structure correspond en grande partie à celle de l'exemple de la figure 1 si bien que sa description se limitera aux différences par rapport à ce premier mode de réalisation. La cavité 11 loge un ressort électro-isolant 27 notamment un ressort ou une céramique non électro-conductrice ou en une matière plastique. En plus, la cavité 11 contient une matière caoutchouteuse élastique 26 entre l'électrode centrale 5 et le corps tubulaire 1 fonctionnant comme isolant 15. Le ressort électro-isolant 27 et la matière caoutchouteuse élastique 26 exercent une poussée sur la surface enveloppe 28 de l'électrode centrale 5. Cette poussée ou pres- sion assure le positionnement centré de l'électrode 5 au milieu du corps tubulaire 1. En outre, la matière caoutchouteuse élastique 26 et/ou le ressort électro-isolant 27 permettent également d'amortir les vibrations agissant de l'extérieur sur la bougie de préchauffage 10 par exemple lors de l'allumage du mélange dans le moteur thermique. En variante, des deux côtés de l'électrode 5 on peut avoir des ressorts électro-isolants 27 dans la cavité 11 ; cela permet alors de supprimer la matière caoutchouteuse 26. En plus, on peut prévoir une matière caoutchouteuse élastique 26 qui maintient la position du res- sort électro-isolant 27 en évitant le coulissement axial de ce ressort électro-isolant. Egalement en variante, on peut supprimer le ressort élec- tro-isolant 27 en installant dans la cavité 11, notamment dans l'intervalle annulaire 12, une matière caoutchouteuse élastique 26 sous la forme d'un anneau ou d'un tube élastique. Ainsi, le diamètre exté- rieur de l'anneau ou du tube élastique sont de préférence surdimensionnés par rapport au diamètre intérieur du corps tubulaire 1 de façon à nécessiter l'engagement de force de l'anneau ou du tube élastique dans le corps tubulaire. La figure 4 montre une autre variante de réalisation d'une bougie de préchauffage selon l'invention. Comme la structure de ce mode de réalisation est très voisine de celle du mode de réalisation de la figure 1, la description donnée ci-après se limitera aux différences. Entre le corps tubulaire 1 et l'électrode centrale 5, il y a une cavité 11 sous la forme d'un intervalle annulaire 12. L'intervalle annulaire 12 est rempli par injection avec une matière isolante 15, notamment une matière plastique et l'électrode centrale 5 est intégrée dans la matière isolante 15 ; la matière plastique réalise une liaison par la matière entre l'électrode 5 et le corps tubulaire 1. Comme l'électrode 5 est intégrée dans la matière plastique, cela protège la liaison électrique contre les dommages. La liaison électrique ou électrode centrale 5 comporte à une extrémité 33 tournée vers la broche chauffante 2, une pointe 34 passant dans une cavité 35 en forme d'encoche dans la surface frontale 36 de la cartouche chauffante 2. Ainsi la pointe 34 de la cavité en forme d'encoche 25 peut coulisser au moins légèrement dans la direction axiale de la bougie de préchauffage 10 ce qui garantit le contact électrique même pour des coefficients de dilatation thermique différents entre l'électrode 5 et le pôle positif 22 de la cartouche chauffante 2. On peut également intégrer ce mode de réalisation avec une pointe 34 par l'électrode 5 et une cavité en forme d'encoche 35 dans le pôle positif 22 de la cartouche chauffante 2 dans l'un des modes de réalisation des figures 1 à 3 et cela indépendamment de la matière isolante 15 dans la cavité 11.10 NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Corps tubulaire 2 Cartouche chauffante 3 Contact de branchement 5 Electrode Bougie de préchauffage 11 Cavité 12 Intervalle annulaire 10 16 Mousse auto-durcissable 17 Fibres de verre 18 Adhésif liquide 21 Pôle négatif 22 Pôle positif 23 Fil chauffant 24 Céramique 25 Evidement en forme d'encoche 26 Matière caoutchouteuse élastique 27 Ressort électro-isolant 28 Surface enveloppe 30 Tube de support 33 Extrémité de l'électrode 34 Pointe sur l'extrémité 35 Cavité en forme d'encoche 36 Surface frontale de la cartouche chauffante30 REVENDICATIONS1°) Bougie de préchauffage (10) de moteur thermique comportant un corps tubulaire (1), et une cartouche chauffante (2), - le corps tubulaire (1) ayant un connecteur (3) pour le branchement électrique de la bougie de préchauffage (10), et - la bougie de préchauffage (10) ayant une électrode (5) reliant électriquement le connecteur (3) au pôle positif (22) de la cartouche chauffante (2), et une cavité (11), notamment un intervalle annulaire (12) entre le corps tubulaire (1) et l'électrode (5) qui isole le corps tubu- laire (1) par rapport à l'électrode (5), bougie de préchauffage caractérisée en ce que la cavité (11) est remplie d'une matière isolante (15) qui bloque l'électrode (5) dans le corps tubulaire (1). 2°) Bougie de préchauffage (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'isolant (15) est une mousse auto-durcissable (16). 3°) Bougie de préchauffage (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la mousse auto-durcissable (16) contient des fibres de verre (17) pour augmenter sa stabilité. 4°) Bougie de préchauffage (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière isolante (15) est un adhésif liquide (18). 5°) Bougie de préchauffage (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière isolante (15) est une matière caoutchouteuse élastique (26) et/ou un ressort électro-isolant (27). 6°) Bougie de préchauffage (10) selon la revendication 5, caractérisée en ce quele ressort électro-isolant (27) et/ou la matière caoutchouteuse élastique (26) exercent une poussée sur la surface enveloppe (28) de l'électrode (5). 7°) Bougie de préchauffage (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière isolante (15) est une matière plastique reliée par une liaison par la forme au corps tubulaire (1) et à l'électrode. 8°) Bougie de préchauffage (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'extrémité (33) de l'électrode (5) tournée vers la cartouche chauffante (2) comporte une pointe (34) centrée dans une cavité (35) en forme d'encoche réalisée dans la surface frontale (36) de la cartouche chauf- fante (2). 9°) Procédé de réalisation d'une bougie de préchauffage (10) destinée à un moteur thermique comportant un corps tubulaire (1) et une cartouche chauffante (2), le corps tubulaire (1) ayant un connecteur (3) pour le branchement électrique de la bougie de préchauffage, et la bougie de préchauffage ayant une électrode (5), le connecteur (3) étant relié au pôle positif (22) de la broche de chauffage (2) par une liaison électro-conductrice (5) et une cavité ( 11), notamment un intervalle annulaire (12) entre le corps tubulaire (1) et l'électrode centrale (5), isolant le corps par rapport à l'électrode, procédé caractérisé en ce que on remplit la cavité (11) avec une matière isolante (15) qui bloque la liaison électro-conductrice dans le boîtier. 10°) Procédé de réalisation d'une bougie de préchauffage (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu' on remplit la cavité (11) par injection avec de la matière plastique (45),réalisant une liaison par la forme avec l'électrode (5) et avec le boîtier (1).5