CN106415130A - 用于热机的预热塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预热塞和后热塞，其包括：导电金属插座（130），其固定在加热套管（110）的后部周围；金属接头（150），其在外部设有螺纹（151）和工具抓握部（152）；塑料材料制成的管状本体（140），其布置在中心电极（120）上，形成筒状缩小部（142）并且插入有滑动杯状件（170），并且超出（144）接头的后部。连接件（160）接合在中心电极（120）上并且进行焊接使其连结在一起。

Description

用于热机的预热塞

技术领域

本发明涉及用于柴油热机的预热塞或后热塞，其包括：加热套管，其穿过塞的本体通过中心电极联接至连接件，所述本体设有拧紧螺纹和工具抓握部以将塞紧固在发动机中。

背景技术

通常已知如图6中以示意性剖视图所示出的预热塞。此类预热塞包括加热套管210，其联接至中心电极220并且容纳在管状本体230中，中心电极220穿过该管状本体。在管状本体230的后部，塞包括初级连接件260。

通过组装区域230联接至套管210的管状本体230在它的前端包括定心及密封锥231以实现塞相对于发动机机体的支撑与密封。

紧接着管状本体的是光滑的中心部分233，并且在后端附近，螺纹234允许通过工具抓握部235将塞拧紧在发动机机体中，例如工具抓握部235具有六边形形状。

中心电极220穿过管状本体230的内部，该管状本体在后端附近包括内部锥236，并且在外表面处包括锪孔237。密封圈240在内部锥236处容置在电极220周围。电绝缘垫片250置于锪孔237中。

通过中心电极220的后端的滚花223上的压接262，连接件260在中心电极220上安装至本体230后部。连接件通过它的前表面261紧贴抵靠电绝缘垫片250，使得不与管状本体230的后部部分接触，即不与带有工具抓握部235的部分接触。此电绝缘垫片250在一侧支撑管状本体230的锪孔237的底部，且另一侧支撑在密封圈240上，该密封圈240确保与管状本体230的内部锥236和中心电极220的密封性。

管状本体230的在中心电极220周围的内部是空的，并且这两者之间没有任何接触。

加热套管210的内部充填充有绝缘粉末，其压紧在与中心电极220在它的前部部分221上的连接系统上。这里并未示出加热电路本身。

这种预热塞或后热塞的缺点是，它的组成元件的数量相对较多，尤其根据预期使用该塞的发动机，其包括大量管状本体。

发明内容

发明目的

本发明的目的是研发一种构造简单的预热塞或后热塞，其包括的零件数量减少，允许减少零备件管理，并且获得更具经济性的塞。

发明概述与优点

为此目的，本发明的目标是一种上述定义类型的预热塞，其特征在于包括：导电金属插座，其固定在加热套管的后部周围以支撑在发动机上；金属接头，其在外部设有螺纹和工具抓握部以拧紧在发动机上；塑料材料制成的管状本体，其通过注射包覆成型在插座与套筒之间的电极上，从而在后部形成筒状缩小部，接头装合在此筒状缩小部上，接头通过推动抵靠凸肩以紧贴至前部，该凸肩由筒状缩小部形成并且超出接头的后部；连接件，其装合在中心电极上并且连结至中心电极以在前部支撑抵靠电绝缘缩小部的超出所述接头的边缘。

有利地，管状本体通过注射包覆成型在预热塞的前部部分与后部部分之间的中心电极上。

预热塞（同样用作后热塞）允许减少塞的构成零件的数量，且尤其是减少管状本体的零备件，塞所应用于的发动机的多样性使这成为必要。

塞的构成元件，例如加热套管、插座、接头和初级连接件，是根据其应用适合于各种形式的塞的元件。只有中心电极的长度根据塞应当具有的长度而变化。

而且，以前的金属管状本体，现在由塑料或复合材料制成的管状本体，尤其是通过包覆成型进行加压注射来构造，允许明显降低预热塞的总成本。

这些不同的修改并不会降低预热塞的性能。

根据一个有利特征，导电金属插座超出加热套管的后部，并且形成间隔，围绕中心电极的前端的室，管状本体通过它的前端到达此室中。

根据另一个有利特征，组合的管状本体的缩小部的凸肩和后部接头的前部通过至少一个滑动杯状件隔开，所述滑动杯状件使塞的接头的拧紧运动与组合的管状本体的拧紧运动分开。

此滑动杯状件使施加于接头的用于拧紧的力偶与塞的前端分开。

在此上下文中，根据另一个尤其有利的特征，缩小部的凸肩和接头的前部边缘以及插置的滑动杯状件具有对应的锥形形状。

根据另一个有利特征，中心电极的表面制造成粗糙的以贴附管状本体的所注射的材料。

本发明的目的还在于一种实现如上所述的预热塞（或后热塞）的方法。根据这种方法，能实现设有中心电极的预热塞的加热套管，

-在加热套管上安装管状插座，所述插座固定在加热套管的后部区域中，并且在中心电极周围超过加热套管的后部处留出环形体积；将设有其插座的加热套管所形成的组件安装在注射模具中，该注射模具具有将赋予预热塞的轮廓的形状，模具在插座上和中心电极的后部上是闭合的；在模具中注射材料以形成管状本体，从而填充在中心电极周围于插座与中心电极之间的环形体积，并且在中心电极的后端前方形成筒状缩小部；在预热塞的半成品脱模之后，使滑动杯状件然后使接头在组合的本体的缩小部上就位，这是通过使滑动杯状件然后使接头支撑抵靠凸肩，并且使筒状缩小部超出接头后部；通过使连接件紧贴抵靠套筒后端的自由侧，将连接件装合在中心电极的端部上，并且将连接件固定至中心电极，以锁定由此实施的组件。

根据一个有利特征，通过一些方法将初级连接件和中心电极连结起来，这些方法或者是焊接，或者是将连接件压接在中心电极上，或者其它任何类型的连接，例如通过电磁脉冲进行的组装。

最后，所述方法的特征在于，以同样的加热套管、同样的插座、同样的后部接头和同样的连接件能够实现一系列的预热塞，但是可以根据接纳预热塞的发动机的几何数据来改变中心电极的长度和管状本体的长度。

预热塞或后热塞的所述制造方法的优点是，通过抑制管状本体的多样性来简化制造过程，这些管状本体由能适配预热塞的所有必要长度的管状本体所替代。

根据一个有利特征，管状本体是以PA66制成的，即，大量填充有碳纤维或玻璃纤维。

有利的是，管状本体容置于气缸盖的筒状孔口中，并且直径间隙非常小，使得即使在施加于管状本体上的轴向压力的作用下，与金属制成的管状本体相反，此类管状本体能够受压弯曲，并且气缸盖的孔口壁能够抑制此受压弯曲，并且为根据本发明的预热塞保持足够的对准以在适当的条件下工作。

为了避免可能引起管状本体的拧紧力偶或松开力偶和管状本体的损坏的剪应力，通过使用插置的并且允许滑动的杯状件（尤其由钢制成的），在最大程度上减小管状本体的凸肩的锥形表面与接头之间的摩擦。一个或多个杯状件的表面粗糙度较小，这样便于接触的元件的旋转滑动，并且尽可能减小管状本体的凸肩的锥形表面的任何滑动，且因此，也尽可能减小此管状本体所承受的力偶。

附图说明

下文将借助附图中所示意性示出的预热塞的实施例及其制造方法以更详细的方式描述本发明，在附图中：

-图1是根据本发明的预热塞的部分轴向剖视图，

-图2是根据本发明的加热套管的底座与中心电极的组件的轴向剖视图，

-图3是预热塞的视图，预热塞的管状本体经包覆成型，但是还没有接头，也没有杯状件和连接件，

-图4是接头的剖视图，

-图5是连接件的剖视图，

-图6是已知的预热塞的剖视图。

具体实施方式

按照惯例，并且为了简化预热塞及其制造方法的说明，塞具有轴线xx，该轴线xx是旋转对称轴，并且塞的前端AV是位于发动机的燃烧室一侧的端部，后端是由客户（即，通常是制造商）的连接件所连接的电气连接的端部。

根据图1，用于热机的预热塞100包括加热套管110，该加热套管110穿过塞本体通过中心电极120联接至连接件160，塞本体包括插座130，紧接着插座130的是塑料材料制成的管状本体140，管状本体140在后部接纳一个或多个杯状件，然后是接头150。后端设有连接件160。

未详细说明陶瓷或金属制成的加热套管110（金属加热套管或陶瓷加热套管并无区别）。它包括加热导电丝，其一端通过插座130连接至地线，另一端通过中心电极120和连接件160连接至电力供应源的正极。

插座130是导电金属套筒，其前端具有锥形部分131用于支撑发动机（发动机机体），使得除了此机械支撑之外，还实现了加热套管110与供电网地线之间的电接触。为此目的，加热套管110在外部包括对应于加热丝的端部之一的一个触头。此触头通过其与插座130的物理接触来连接至插座130。

根据所示出的实施例，插座130超出加热套管110的后端，从而在中心电极120的连接至加热套管110的前端121周围形成环形室132。

塞的本体支撑接头150，该接头150在外部设有螺纹151和工具抓握部152，例如六边形的，用于拧紧在发动机的气缸盖中。根据接纳预热塞的发动机机体的特征，插座的截锥形的前部部分131远离螺纹151。

不导电的塑料材料制成的管状本体140接合在插座130的环形室132与接头150之间，接头150也是金属的。管状本体140具有前端141，该前端141进入插座的室132中。紧接着此端部的是本体140的主要管状部分，其剖面优选地是对应于插座130的圆形剖面的圆形。在后部，紧接着管状本体140的是直径减小的缩小部142以接纳接头150。隔离及滑动杯状件170插置于管状本体140的凸肩143与接头150的前表面153之间，以避免拧紧运动不会带动塞的前部部分。管状本体140的凸肩的截锥形状的表面143，还有接头150的前端153，以及一个或多个隔离及滑动杯状件170，均插置于管状本体140的凸肩143与接头150的前表面153之间，以避免拧紧运动不会带动塞的前部部分。管状本体140的凸肩的表面143具有截锥形状，接头150的前端153以及一个或多个隔离杯状件170也是如此。管状本体140优选地贴附至中心电极120，中心电极120的外表面122例如通过滚花制造成粗糙的。此粗糙表面只是在与管状本体140接触的部分上延伸，中心电极120的后端123是光滑的并且完全是筒状的以接纳两个半模，以便确保塑料的加压注射过程中的密封性。

图1示出了管状本体140的筒状缩小部142在长度144上超出接头150的后表面154，以便由此形成金属接头150与初级连接件160之间的电绝缘空间，这样避免/节省了其它所有的额外的电绝缘构件。此图1还示出了塑料包覆成型还避免/节省了密封圈。

图2至图5允许描述根据图1的预热塞100的优选制造方法。

首先，（图2）在已经单独实施了加热套管110并且在加热套管110上固定了适当长度（根据待实施的预热塞确定）的中心电极120之后，在套管110的后部上安装插座130，从而实现与加热套管110的电接触以使其连接至地线。

然后（图3），在注射模具中实施管状本体140，其具有筒状形状或适当的回转体形状。管状本体140由塑料材料制成。在注射期间，流体质量穿入插座130所形成的室132中，并且注射模具的后部具有对应于用于接纳接头150的待实施的套筒142的形状，即，根据待接纳的接头150的内直径的筒状缩小部142。半模在插座130的筒状外表面133和电极的后端123的筒状表面上的闭合确保注射过程中的密封性。

形成于管状本体140的主要部分与它的筒状缩小部142之间的凸肩143优选地是锥形的。

图4中示出了接头150的剖视图，其中示出了它的截锥形前表面153，其允许将接头150以居中的方式围绕管状本体140的筒状缩小部142支撑在一个或多个隔离杯状件170和管状本体140的后部上。

根据图6，由导电金属制成的初级连接件160设有贯穿通路161，该贯穿通路161具有中心电极120的直径或至少它的尚未制成粗糙的端部123的直径。

连接件160具有前表面162以支撑抵靠筒状缩小部的端部124，并且在外部具有锚定凸缘163。此锚定凸缘163限定初级连接件160的外表面164，其接纳每家发动机制造商特有的以及每种发动机类型特有的制造商连接件。此制造商连接件并未示出。

在优选地通过插置一个或多个隔离垫片170以将接头150组装在套筒142上之后，通过紧固该组件并且通过由中心电极120的端部164的焊缝180将该组件最终锁定到连接件160，使初级连接件160就位，其优选地通过穿过后部开口161a在塞的轴线xx上的激光束进行，后部开口161a留出贯穿通路161。因此，不会使接纳制造商连接件的外表面164变形。

由此完成预热塞或后热塞100。

预热塞的实施方法可以说明如下：

-实施设有中心电极120的预热塞100的加热套管110，

-在加热套管110上安装管状插座130，其固定在加热套管110的后部区域中，并且在中心电极120周围超过加热套管110的后部处留出环形体积132，

-将设有其插座130的加热套管110所形成的组件安装在注射模具中，该注射模具具有待赋予预热塞的轮廓的形状，模具在插座130上和中心电极120的后端123上是闭合的，

-在模具中注射材料以形成管状本体140，从而填充在中心电极周围于插座130与中心电极120之间的环形体积，并且在中心电极120的后端123前方形成筒状缩小部142，

-在预热塞的半成品脱模之后，先使杯状件170紧接着使接头150在组合的本体的缩小部上就位，这是通过使其支撑抵靠凸肩143，并且使筒状缩小部（142）的后端144超出接头150的后部154，

-通过使连接件160紧贴抵靠套筒142的自由侧，将连接件160装合在中心电极120的端部123上，并且将连接件160固定至中心电极120，以锁定由此实现的组件。

特别地：

在管状本体140的凸肩143与接头150的前部153之间插置一个或多个滑动杯状件170。

将预热塞或后热塞安装在发动机的气缸盖中，通过拧紧接头150并且将定心锥131支撑在气缸盖中，使本体140压紧。

上述方法的优点是，无论待实施的预热塞具有何种尺寸，始终使用相同的基本元件。这些基本元件是具有插座130的加热套管110和中心电极120以及接头150和初级连接件160。一种塞与另一种塞的唯一的改变在于中心电极120的长度。

然后，使用这些元件，上述方法将应用于其长度适于待实施的管状本体140长度的注射模具中。

附图标记列表

100 根据本发明的预热塞或后热塞

110 加热套管（陶瓷的或金属的）

120 中心电极

121 中心电极的前端

122 粗糙的外表面

123 中心电极的后端

124 中心电极的焊接端部

130 插座

131 定心锥

132 环形室

133 筒状外表面

140 管状本体

141 管状本体的前端

142 筒状缩小部

143 凸肩

144 超出部分

150 接头

151 螺纹

152 工具抓握部

153 前端

154 后端

160 连接件

161 穿孔或通孔

161a 通孔后端

162 支撑前表面

163 制造商连接件锚固凸缘

164 初级连接件外表面

170 隔离杯状件

180 焊缝

200 根据现有技术的预热塞或后热塞

210 加热套管

220 中心电极

221 中心电极的前端

222 中心电极的中心部分

223 中心电极的后端的滚花

230 管状本体

231 定心及密封锥

232 加热套管的组装区域

233 管状本体的光滑的中心部分

234 管状本体的螺纹

235 管状本体的工具抓握部

236 内部锥

237 锪孔

240 密封圈

250 电绝缘垫片

260 连接件

261 连接件的前表面

262 连接件的压接部分

263 客户连接件的锚固凸缘

264 接触筒

XX 根据现有技术的塞200的主轴

AV 燃烧发动机室侧

AR 制造商连接件侧

Claims (10)

1.一种用于热机的预热塞，包括：

-加热套管，其穿过所述塞的本体通过中心电极联接至连接件，所述本体设有拧紧螺纹和工具抓握部以将所述塞紧固在所述发动机中，

所述预热塞的特征在于其包括：

-导电金属插座（130），其固定在所述加热套管（110）的后部周围以支撑在所述发动机上，

-金属接头（150），其在外部设有螺纹（151）和工具抓握部（152）以拧紧在所述发动机中，

-塑料材料的管状本体（140），其通过注射包覆成型在所述中心电极（120）上，并且联接至所述插座（130）和所述套管（110），

*在后部形成筒状缩小部（142），所述接头（150）装合在所述筒状缩小部上，所述接头通过推动抵靠凸肩（143）来紧贴至前部，所述凸肩由筒状缩小部（142）形成并且超出（144）所述接头150的后部，

-连接件（160），其装合在所述中心电极上，并且连结至所述中心电极，以在前部支撑抵靠所述缩小部（142、144）的超出所述接头（150）的边缘。

2.根据权利要求1所述的塞，其特征在于，

所述导电金属插座（130）超出所述加热套管（110）的后部，并且形成室（132），所述室围绕所述中心电极（120）的前端（121），所述管状本体（140）通过它的前端（141）到达此室（132）中。

3.根据权利要求1所述的塞，其特征在于，

所述管状本体（140）通过注射包覆成型在所述中心电极（120）上。

4.根据权利要求1所述的塞，其特征在于，

所述管状本体的所述缩小部的凸肩（143）和所述接头（150）的前部（153）通过至少一个滑动杯状件（170）隔开，所述滑动杯状件使所述塞的接头的拧紧运动与所述管状本体（140）的拧紧运动分开。

5.根据权利要求4所述的塞，其特征在于，

所述缩小部（142）的所述凸肩（143）与所述接头（150）的所述前部边缘（153）以及插置的滑动杯状件（170）具有对应的锥形形状。

6.根据权利要求3所述的塞，其特征在于，

所述中心电极（120）具有制造成粗糙的表面，以贴附所述管状本体（140）的所注射的材料。

7.根据权利要求1至4所述的预热塞的实施方法，其特征在于，

-实施设有中心电极（120）的预热塞（100）的加热套管（110），

-在所述加热套管（110）上安装管状插座（130），所述插座（130）固定在所述加热套管（110）的后部区域中，并且在所述中心电极（120）周围超过所述加热套管（110）的后部处留出环形体积（132），

-将设有其插座（130）的加热套管（110）所形成的组件安装在注射模具中，所述注射模具具有将赋予所述预热塞的轮廓的形状，所述模具在所述插座（130）上和所述中心电极（120）的后部上是闭合的，

-在所述模具中注射塑料材料以形成所述管状本体（140），从而填充在所述中心电极周围于所述插座（130）与所述中心电极（120）之间的环形体积，并且在所述中心电极120的后端123前方形成筒状缩小部（142），

-在预热塞的半成品脱模之后，通过使所述接头（150）抵靠所述凸肩，并且使所述筒状缩小部（142）在它的长度（144）上超出所述接头（150）的后部（154），使所述接头（150）在所述管状本体的缩小部上就位，

-通过使所述连接件（160）紧贴抵靠所述套筒（142）的自由侧，使所述连接件（160）装合在所述中心电极的端部（123）上，并且将所述连接件（160）固定至所述中心电极（120），以锁定由此实施的组件。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

在所述管状本体（140）的凸肩（143）与所述接头（150）的前部（153）之间插置一个或多个滑动杯状件（170）。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

将所述中心电极（120）焊接（180）至所述连接件（160）。

10.根据权利要求所述的方法，其特征在于，

以同样的加热套管（110）、同样的插座（130）、同样的后部接头（150）和同样的连接件（160）实施一系列的预热塞（100），但是根据接纳所述预热塞（100）的发动机的几何数据来改变所述中心电极（120）的长度和所述管状本体（140）的长度。