CUBIERTA PARA BUJÍA DE ENCENDIDO QUE TIENE ÜN ELECTRODO DE CONEXIÓN A TIERRA BIMETÁLICO, UNA BUJÍA DE ENCENDIDO QUE INCORPORA LA CUBIERTA, Y UN MÉTODO PARA FABRICAR LA MISMA ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 5 Campo de la invención La presente invención describe buj ias para motores de combustión interna, y un método de fabricar tales bujias de encendido. Más particularmente, la presente invención describe una bujia de encendido que tiene un electrodo de conexión a 10 tierra bimetálico, y un método para fabricar tal bujia de encendido . Descripción de la técnica relacionada Las bujias de encendido son ampliamente usadas para encender el combustible en los motores de combustión interna. 15 Los electrodos de la bujia de encendido están sujetos a un calentamiento intenso, y a un ambiente altamente corrosivo, generado por la mezcla aire/combustible detonante. Para mejorar la durabilidad y la resistencia a la erosión, los electrodos de la bujia de encendido deben ser capaces de
20^-- resistir las altas temperaturas y el ambiente corrosivo que
W resulta de los productos de la reacción química entre el aire, el combustible, los aditivos del combustible, y los gases de escape recirculados en la cámara de explosión. Se ha sugerido que en los diseños de las bujias de
encendido un electrodo de conexión a tierra bimetálico incluya
^mn material de núcleo central, que usualmente incluya el cobre, y un material de recubrimiento circundante que es diferente al material del núcleo central. Este material de núcleo central es térmicamente más conductivo que el material de recubrimiento circundante, y por lo tanto conduce el calor lejos de la punta de encendido del electrodo de conexión a tierra mejor que los diseños anteriores. Se prefiere un electrodo de conexión a tierra del enfriador debido a que no se corroe tan rápido como un electrodo muy caliente. Como resultado, un electrodo del enfriador contribuye a una vida útil de la bujia de encendido mas larga. Los ejemplos ilustrativos de este tipo de bujias de encendido se pueden encontrar en la Patente Norteamericana Números 4,970,426, 5,210,457, 5,395,273, 5,551,902, 5,675,209 y 5,866,973. Aunque este tipo de diseño para los electrodos de conexión a tierra bimetálicos ayuda a asegurar ambas conductividades la térmica y la eléctrica a través de estos, existe un problema con este tipo de diseño, debido a que el material que compone el núcleo central usualmente no se une bien, en un proceso de soldeo, a la cubierta de la bujia de encendido, la cual normalmente se fabrica de un material ferroso tal como el acero. El material de recubrimiento
lili HÉiiilii i i ¡t (t?ii tlrtí??.fc^^-^'a-A»ilii-'-»fc-¿'»t*^**»^«fa^^^J tiende a soldarse a la cubierta de acero mejor que el del núcleo central. Se han sugerido algunos esfuerzos para tratar y mejorar el soldeo entre el electrodo de conexión a tierra y la 5 cubierta. La Patente Norteamericana No 5,530,313 de Chiu describe un método para soldar un electrodo de conexión a tierra con alma de cobre a una cubierta de la bujía de encendido metálica, en donde un forro metálico del electrodo de conexión a tierra circunda un núcleo de cobre, y en donde
10 el forro metálico penetra más adentro en la cubierta metálica
? que en el núcleo de cobre para proporcionar una fijación para este. Un electrodo 116 que tiene un forro 119 metálico que se extiende más allá del núcleo 117 de cobre central se muestra en la Figura 3 de la presente especificación. Al unir un
15 electrodo de conexión a tierra de la técnica anterior, tal como el electrodo 116 que se muestra en la Figura 3, a una superficie plana de una base 115 de la cubierta, el área de contacto entre el forro 119 del electrodo y la base de la cubierta es todavía algo limitada. 20 Existe aún una necesidad en la técnica de un diseño mejorado para una bujía de encendido que tenga un electrodo de conexión a tierra bimetálico, en donde la conexión soldada entre el electrodo de conexión a tierra y la cubierta además se aumente y se mejore.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona una bujía de encendido para su uso en motores de combustión interna. En la bujía de encendido, se obtiene una unión mejorada entre un electrodo de conexión a tierra bimetálico y una cubierta de la bujía de encendido que tiene un hueco formado en esta para recibir un extremo de la punta del electrodo de conexión de tierra. De acuerdo a la invención, una bujía de encendido incluye una cubierta metálica, un aislador dispuesto en forma coaxial dentro de la cubierta metálica, y un electrodo central dispuesto en forma coaxial en el aislador. La cubierta metálica tiene una porción de base, y la porción de base tiene una superficie inferior con un hueco formado en esta. Se prefiere que el hueco en la superficie inferior de la cubierta metálica sea un árbol anular substancialmente continuo que se extiende alrededor de la superficie inferior. Un electrodo de conexión a tierra bimetálico se fija a la superficie inferior de la base de la cubierta de la bujía de encendido, en el hueco de esta. El electrodo de conexión a tierra tiene un núcleo central formado de un primer metal térmicamente conductivo, que preferiblemente incluye el cobre. El electrodo de conexión a tierra también tiene un forro externo que circunda el núcleo, el forro se fabrica de un segundo metal que incluye níquel.
La presente invención también incluye un método para fabricar una bujía de encendido, que incluye en una primera etapa el proporcionar una cubierta metálica con una porción de base cilindrica, en donde la porción de la base incluye una 5 superficie inferior con un hueco formado en esta. El método también incluye una etapa donde se proporciona un electrodo de conexión a tierra que tiene un núcleo central formado de un material conductivo térmicamente. El método también incluye una etapa adicional para
10 colocar un extremo de la punta del electrodo de conexión a
?k tierra adyacente a la superficie inferior de la cubierta y alineado con el hueco de esta, de manera que parte del extremo de la punta del electrodo de conexión a tierra entre en el hueco. Otra etapa en el método involucra el soldeo del
15 electrodo de conexión a tierra a la cubierta de la bujía de encendido. De conformidad, es un objetivo de la presente invención proporcionar una bujía que tenga un electrodo de conexión a tierra bimetálico con una adhesión mejorada entre el electrodo 20 de conexión a tierra y la cubierta de la bujía de encendido. Es un objetivo adicional de la presente invención proporcionar una bujía que tiene un electrodo de conexión a tierra bimetálico en donde un área de contacto, entre el electrodo de conexión a tierra y la cubierta de la bujía de
titlÉlll lH"* **-*- feA"ljfc ll ril ll -"^'^^^^---*^^" - . tJB^?á^^^^^eAi*, ^, ^. -.^.--, . A-É.Í A..Í,. i encendido, se incrementa arriba del área de contacto entre estos en los diseños previamente conocidos. Todavía aún un objetivo adicional de la presente invención es el de proporcionar un método para fabricar la bujía de encendido preferida. Para un entendimiento más completo de la presente invención, el lector se debe referir a la siguiente sección de la descripción detallada, la cual se debe leer en conjunto con los dibujos acompañantes. A lo largo de la siguiente descripción detallada y en los dibujos, los números se refieren como partes. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una sección transversal de una bujía de acuerdo con la primera modalidad de la presente invención; La Figura 2 es una sección transversal detallada de una cubierta de una bujía de encendido y un electrodo de conexión a tierra bimetálico para una aplicación de la bujía de encendido diferente a la mostrada en la Figura 1, inmediatamente antes de soldar el electrodo a la cubierta de acuerdo con la invención; La Figura 3 es una vista detallada transversal comparativa, parcialmente dividida, de una cubierta de una bujía de encendido de la técnica anterior y un electrodo para este, antes de la unión del electrodo a la cubierta;
La Figura 4 es una vista detallada transversal, parcialmente dividida, de una cubierta de la bujía de encendido y el electrodo para el mismo de acuerdo con la presente invención, antes de la unión del electrodo con la cubierta. La Figura 5 es una vista detallada transversal, parcialmente dividida, de una cubierta de la bujía de encendido de acuerdo con la invención, después de soldar el electrodo de conexión a tierra a esta; y La Figura 6 es una vista en perspectiva de una cubierta de la bujía de encendido de acuerdo a la invención, con un electrodo de conexión a tierra para la misma que muestran un corte para propósitos de ilustración. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA Ahora con referencia a los dibujos, y en particular a la Figura 1, una bujía de encendido de acuerdo con la presente invención se muestra en general en 10. La bujía de encendido 10 incluye un forro o cubierta 12 metálica que tiene una base cilindrica 14 externamente roscada para un encajamiento roscado con la culata del cilindro (no mostrado) . Un electrodo 16 de conexión a tierra bimetálico es soldado en la superficie inferior 15 de la base 14 roscada. La bujía de encendido 10 además incluye un aislador 18 cerámico dispuesto en forma concéntrica dentro de la cubierta
12, y un electrodo 20 central dispuesto en forma concéntrica dentro del aislador 18. El electrodo 20 central se prefiere para incluir un núcleo 21 central fabricado de un material conductivo térmicamente tal como el cobre o una aleación de 5 cobre. Un separador o barra 11 eléctricamente conductivo se ajusta en el extremo superior del aislador 18 opuesto al electrodo 20 central, y un material compuesto de fibra de carbono se dispone entre el extremo inferior del separador 11 y el electrodo central, para proporcionar un resistor 13
10 interno dentro de la bujía de encendido 10. ?k Aunque la cubierta 12 metálica como un componente de la bujía de encendido 10 es físicamente diferente de la cubierta
12 que se muestra en la Figura 2, estas diferencias primariamente se dirigen a diferentes superficies de cierre.
15 Se incluyen las respectivas cubiertas 12 de la bujía de encendido de las Figuras 1 y 2 como ejemplos ilustrativos de la invención, y simplemente se configuran para el alineamiento de las mismas en diferentes aplicaciones, como se conoce bien en la técnica. Las diferentes configuraciones físicas de las
20 cubiertas de la cubierta 12 de la bujía de encendido no afectan substancialmente la cubierta para propósitos de la presente invención. De conformidad, ambas cubiertas se referirán como genéricamente e intercambiablemente, a lo largo de la presente especificación, con el mismo número 12 de
configuraciones modificadas de las cubiertas encendido también son compatibles con la presente invención. Como se usa a lo largo de la presente especificación, los términos "superior", "inferior" y los términos relativos similares se usan para referirse a la orientación de la cubierta 12 de la bujía de encendido y otras partes de la bujía de encendido 10 en la orientación mostrada en las
Figuras 1-2. Se entenderá que la bujía de encendido se puede
10 invertir o se puede colocar sobre su lado, y en algunas
<fl aplicaciones, las bujías de encendido se instalan en una orientación diferente de aquella mostrada en las Figuras 1-2. De conformidad, estos términos no tienen el propósito de ser absolutos, sino más bien, describir, e ilustrar los ejemplos
15 específicos de la invención. El electrodo de conexión a tierra El electrodo 16 de conexión a tierra de acuerdo a la presente invención incluye un núcleo 17 central (Figura 2,4) que se forma a partir de un primer metal el cual es 20 térmicamente conductivo. El electrodo 16 de conexión a tierra además incluye un forro 19 exterior que circunda el núcleo central. El material del núcleo 17 central se prefiere que contenga cobre, plata, una aleación que contenga cobre y/o plata, u otro material que tenga una conductividad térmica más
que aquella del forro 19 circundante. Se prefiere que el forro 19 se fabrique de una aleación de níquel. Las aleaciones de níquel adecuadas para los forros se conocen muy bien en la técnica . 5 El electrodo de conexión a tierra 16 más preferido para su uso de acuerdo con la presente invención es aquel fabricado de acuerdo con las enseñanzas de la solicitud de la patente co-pendiente de número de serie 09/228,450, registrado en enero 11, de 1999, de la cual la descripción se incorpora aquí
10 para referencia. Sin embargo, otros electrodos de conexión a
?k tierra bimetálicos, que tienen núcleos térmicamente conductivos centrales en estos y que son consistentes con la presente especificación, se pueden usar en la práctica de la presente invención. 15 A manera de ilustración y no de limitación, un ejemplo adecuado de un electrodo de conexión a tierra 16 de acuerdo con la invención puede ser de 1.2 mm de diámetro, y fuera de este, 0.6 mm pueden ser el núcleo 17 central, con un recubrimiento 19 exterior de 0.3 mm en cada lado del núcleo. 20 Mientras que el electrodo de conexión a tierra 16 se muestra en las Figuras 2, 4 y 5 orientado en una configuración substancialmente lineal o recta del mismo, y se une a la cubierta 12 en una configuración lineal durante el proceso de manufactura, aquellas personas involucradas en la técnica
tr realizaran y entenderán que después de la unión del electrodo de conexión a tierra 16 con la cubierta de la bujía de encendido, este se curvará substancialmente en una configuración en ángulo recto, y que tendrá después una ^^ 5 configuración substancialmente como la mostrada en la Figura 1. Puntas del electrodo resistentes al desgaste opcionales Opcionalmente, la bujía de encendido 10 de acuerdo a la invención también pueden incluir una primer y/o segunda puntas
10 22,24 de electrodo resistente al desgaste las cuales se unen a u& la tierra y/o a los electrodos centrales 16,20 respectivamente. Cada una de las puntas 20,22 de electrodo resistente al desgaste preferiblemente que se fabrican de un material que incluye un metal noble como el platino, el
15 iridio, o aleaciones de los mismos, se usan. Una aleación adecuada para las puntas de electrodo es aquella de 85-95% de platino y 5-15% de níquel. Los ejemplos de puntas de bujías de" encendido resistentes al desgaste adecuadas se pueden encontrar en la patente Norteamericana números 4,810,220 y
20 5,456,624, de la cual la descripción se incorpora aquí para referencia. En el caso en donde solo se usa una punta de electrodo resistente al desgaste en la practica de la presente invención, se prefiere que sea una punta de alambre fino unida al electrodo 20 central como se muestra en la descripción de
la patente Norteamericana número 5,456,624. Cubierta de la bujía de encendido Con referencia en particular a las Figuras 2 y 4-6, se puede observar que la cubierta 12 de la bujía de encendido es 5 un manguito substancialmente cilindrico que tiene una superficie interior hueca 32 formada a través de este. Como se notó previamente, la cubierta 12 de la bujía de encendido incluye una porción 14 de base cilindrica la cual en general tiene roscas formadas en la superficie exterior de esta. La
10 cubierta 12 de la bujía de encendido incluye una superficie 34 de cierre para contactar una culata del cilindro (no mostrada) , y también incluye un reborde hexagonal 36 sobre esta, arriba de la superficie de cierre, para permitir asirse y girar sobre esta usando una herramienta adecuada, tal como
15 un casquillo para bujía de encendido convencional. En una cubierta 12 de la bujía de encendido de acuerdo a la presente invención, la superficie inferior 15 de esta, más que ser totalmente plana, tiene unos huecos 23 formados en esta. Estos huecos 23 se ubican aproximadamente a la mitad entre el borde
20 30 exterior de la superficie 15 inferior y la superficie interior hueca 32 de la cubierta de la bujía de encendido. El hueco 23 se proporciona para ayudar en el alineamiento del extremo 27 de la punta del electrodo de conexión a tierra 16 con la cubierta 12.
Ai" " Como se puede observar a partir de la comparación de las Figuras 3 y 4, con la provisión de los huecos 23 también se proporciona un área mayor de contacto superficial entre el forro 19 y la cubierta 12 que la que podría ser posible sin
# 5 los huecos 23, para promover la adhesión mejorada entre estos cuando el electrodo 16 de conexión a tierra se suelda en la cubierta 12. Una zona 26 de unión superior entre el electrodo 16 de conexión a tierra y la base 14 de la cubierta es sugerida por las líneas punteadas en la Figura 5, después de
10 que estos dos componentes se hayan unido juntos. En la modalidad más preferida de la presente invención, los huecos 23 se proporcionan en la forma de una ranura 25 anular que se extiende substancialmente en forma continua y concéntrica alrededor de la superficie 15 inferior de la
15 cubierta 12. la provisión de los huecos 23 en la forma de una ranura 25 anular alrededor de toda la circunferencia de la superficie 15 inferior de la cubierta 12 de la bujía de encendido, más que el tener los huecos 23 simplemente toma la forma de un hueco formado en un solo punto, elimina alguna
20 necesidad de girar la cubierta 12 de la bujía de encendido a una posición en una orientación preferida de esta durante la fabricación de la bujía de encendido. La provisión de la ranura 25 anular además actúa para minimizar las proyecciones rápidas del soldeo que se mueven dentro de la superficie interior 32 de la cubierta, o en la superficie exterior roscada de la base 14 de la cubierta. Como se puede observar en las Figuras 2 y 4, cuando el electrodo 16 de conexión a tierra se forma, y antes de que se 5 una a la cubierta 12, el extremo 27 de la punta del electrodo de conexión a tierra incluye una porción 28 de diámetro reducida, la cual substancialmente forma un punto sobre esta. Esta porción 28 de diámetro reducida se ajusta en los huecos 23 de la cubierta 12 y ayuda a promover el alineamiento del 10 electrodo 16 de conexión a tierra con estos, iflfe, Método para fabricar una bujía de encendido La presente invención también contempla un método para fabricar una bujía de encendido del tipo descrito aquí. En la practica del método de acuerdo a la invención, una primera 15 etapa involucra el proporcionar una cubierta 12 de la bujía de encendido metálica con una porción 14 de base cilindrica, en donde la porción de la base incluye una superficie 15 inferior con un hueco 23 formado en esta. El método también incluye una etapa donde se proporciona un electrodo 16 de conexión a 20 tierra que tiene un núcleo 17 central formado a partir de un material conductivo térmicamente. El material térmicamente conductivo que se usa es un primer metal como el que se discutió previamente aquí, y que puede incluir cobre. El método también incluye una etapa adicional para
É - colocar un extremo 27 de la punta del electrodo 16 de conexión a tierra adyacente a la superficie 15 inferior de la cubierta
12 y alineados con el hueco 23 de la misma (Figura 4), de manera que la parte del extremo 27 de la punta del electrodo
• 5 de conexión a tierra entra en el hueco. Otra etapa en el método involucra soldar el electrodo 16 de conexión a tierra en la cubierta 12 de la bujía de encendido. El soldeo se puede realizar por medio del electrosoldeo de resistencia, por medio del soldeo por láser,
10 o por otros procesos de soldeo conocidos. B Entonces se puede formar una bujía de encendido 10 completa, siguiendo el proceso conocido para las etapas restantes, usando la cubierta 12 como un componente de esta. Aunque la presente invención se ha descrito aquí con
15 respecto a una modalidad preferida de esta, la descripción anterior tiene la intención de ser ilustrativa, y no restrictiva. Aquellos con la experiencia en la técnica notarán que muchas modificaciones de la modalidad preferida se pueden realizar siendo operables. Todas las modificaciones que están
20 dentro del campo de las reivindicaciones tienen el propósito de estar dentro del campo y la esencia de la presente invención.