CN103250002A - 具有石墨密封件和电绝缘层的预热塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种预热塞，所述预热塞具有容纳在金属壳体中的点火棒。所述点火棒具有预热管（16）和布置在预热管（16）中的预热塞线圈（18），其中所述预热塞线圈（18）在一端上与预热管（16）电接触并且在另一端上与连接螺栓（17）电接触。连接螺栓（17）伸入到预热管（16）的轴向开口（22）中，并且在密封部段（23）中借助于加热体密封件（30）与预热管（16）电绝缘地连接。所述加热体密封件（30）构造有由石墨制成的密封元件（31）以及至少一个电绝缘层（32），其中所述预热管（16）利用由石墨制成的密封元件（31）压紧到连接螺栓（17）上。为了制造所述加热体密封件（30），在所述预热管（16）的开口（22）中的预压制的石墨垫圈（31）在密封部段（23）中挤压到预热管（16）与连接螺栓（17）之间。

Description

具有石墨密封件和电绝缘层的预热塞

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的预热塞以及一种用于制造所述预热塞的方法。 

背景技术

按现有技术的预热塞具有安装在金属壳体中的点火棒（Glühstift），所述点火棒构造有预热管（Glührohr）和布置在所述预热管中的预热塞线圈（Glühwendel）。所述预热塞线圈在一端上在预热管的开口中与连接螺栓电接触，并且在另一端上与金属预热管电接触。在预热管与连接螺栓之间为了保护预热塞线圈，借助于加热体密封件相对于环境空气密封所述预热管的开口。为了在预热管与连接螺栓之间不形成短路，所述加热体密封件构造为由弹性体制成的密封元件。在长期使用时，用于由弹性体制成的密封元件的最高温度在使用1000小时的条件下限制在200℃。这一使用极限在内燃机的应用中起到从属作用，因为内燃机的汽缸头被冷却到200℃以下，具有壳体的预热塞旋入到所述内燃机中。 

还可以考虑的是，例如在机动车的排气管路中、在用于加热排气管路的喷射式燃烧器（Injektionsbrenner）中、在用于机动车或用于除机动车之外的应用领域中的加热装置（Zuheizeinrichtung）中除了冷却的发动机缸体之外还安装有预热塞，例如作为用于颗粒加热（Pellet-Heizung）的点火源。在这种不再对预热塞的外部环境进行冷却的应用中，弹性体可以不再作为密封元件使用。 

由文献WO2010/027697已知，金属密封垫圈作为密封元件安装在预热管与连接螺栓之间。为了构成所述金属密封垫圈的电绝缘部，所述连接螺栓在密封区域中设有电绝缘层。在此，所述金属密封垫圈作为钎焊连接部、熔焊连接部或作为烧结的金属粉末进行安装。 

由文献WO 2006/027280 A1已知，点火棒借助于由石墨制成的密封元件密封地容纳在所述预热塞的壳体中。 

发明内容

根据本发明的预热塞以及根据本发明的、用于制造所述预热塞的方法具有以下优点：能够得到可靠并且成本低廉的加热体密封件、维持更高的温度并且不会造成附加的材料配合连接。在此，所述密封件通过以下方式形成：由石墨制成的密封元件以预压制的石墨垫圈的形式在密封部段的区域中推移到构造在连接螺栓上的绝缘层上，并且所述预热管在密封部段的区域中压紧到石墨垫圈上。所述预压制的石墨垫圈能够比金属密封垫圈明显更容易地成型，并且此外还更好地匹配由预热管和连接螺栓所限定的形状。 

本发明有益的改进方案能够通过从属权利要求的特征来实现。 

所述电绝缘层有利地至少构造在连接螺栓上的密封部段的区域中和/或至少构造在预热管内壁上的开口中的密封部段的区域中。所述预热管、密封元件和连接螺栓之间的挤压连接通过以下方式实现：所述预热管至少在密封部段的区域中具有直径缩小部，借助于所述直径缩小部将密封元件作为石墨垫圈挤压到预热管与连接螺栓之间。 

按照预压制的石墨垫圈的装配所进行的预热管的直径缩小适合作为有利的方法，从而所述预热管通过旋转锻造（Rundkneten）压紧到石墨垫圈上。 

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，并在接下来的描述中进行详细阐述。附图示出： 

图1为预热塞的剖面图；

图2为在图1中具有加热体密封件的预热塞的第一实施方式的放大的部段II；

图3为在图1中具有加热体密封件的预热塞的第二实施方式的放大的部段II。

具体实施方式

在图1中示出的预热塞具有带有贯穿的纵向孔12的金属壳体10，点火棒14作为加热体被压入到所述纵向孔中。所述点火棒14由金属预热管16制成，预热塞线圈18布置在实施金属预热管中，所述预热塞线圈在一端上与预热管16电接触，并且在另一端上与连接螺栓17电接触。所述连接螺栓17在壳体10的内部由环形腔13包围，所述连接螺栓在与点火棒14对置的端部上利用接头21从壳体10中引出来，所述环形腔另一方面相对于环境闭锁。 

所述预热管16在指向内燃机的燃烧室的端部上闭合，并且在与其对置的端部上朝向环形腔13具有开口22。根据图2和图3，为了接触所述预热塞线圈18，所述连接螺栓17例如设有端侧的孔24，所述预热塞线圈18利用中心线圈（Zentierwindung）25安装在所述端侧的孔中。 

对于所述预热塞线圈18的使用寿命来说重要的是，相对于氧化的和氮化的大气保护所述预热塞线圈18的材料。为此，在开口22处利用加热体密封件30封闭所述预热管16的内腔。所述加热体密封件30通过由石墨制成的密封元件31和至少一个电绝缘部构成。所述由石墨制成的密封元件31电绝缘地布置在预热管16与连接螺栓17之间的密封部段23中并且在那里被挤压，其中所述电绝缘部使得由石墨制成的密封元件31至少在密封部段23的区域中相对于预热管16和/或连接螺栓17电绝缘。所述由石墨制成的密封元件31在此利用内表面包围连接螺栓17。所述预热管16压紧到由石墨制成的密封元件31的外圆周表面上。所述电绝缘部是必不可少的，因为石墨是导电的并且必须避免预热管16与连接螺栓17之间的短路。为了构造加热体密封件30，所述预热管16至少在密封部段23的区域中具有直径缩小部26，由石墨制成的密封元件31借助于所述直径缩小部挤压到预热管16与连接螺栓17之间。 

在根据图2的实施例中，涂覆在所述连接螺栓17上的电绝缘层32构成了电绝缘部。由石墨制成的密封元件31被挤压到绝缘层32与预热管16之间。 

在根据图3的实施例中，所述电绝缘部由在预热管16的内壁上的密封部段23的区域中的开口22中所构造的电绝缘层33构成。由石墨制成的密封元件31被挤压到绝缘层33与连接螺栓17中。 

然而还可以考虑的是，不仅在所述连接螺栓17上而且在预热管16的内壁上分别构造一电绝缘层32、33，并且由石墨制成的密封元件31随后被挤压到绝缘层之间。 

所述电绝缘层32和33可以例如由玻璃、硅酸盐玻璃、硼化玻璃（Borglas）、或硼硅化玻璃（Bosilikatglas）、金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物构成，并且通过已知的方法、例如借助于气相分离法（Gasphasenabscheidung）涂覆到连接螺栓17上和/或涂覆到预热管16的内壁上。 

在预热管16与连接螺栓17之间有效的加热体密封件30是通过以下方式实现：所述密封元件31以预压制的石墨垫圈的形式推移到电绝缘层32、33 的区域中的连接螺栓17上，从而使得所述预压制的石墨垫圈在密封部段23的区域中位于预热管16的开口22中。随后，所述预热管16例如通过旋转锻造在直径上以直径缩小部26的形式减小，从而使得所述预热管16在密封部段23的区域中压紧到石墨垫圈上。由此，所述预压制的石墨垫圈在预热管16的开口22中在密封部段23的区域中挤压到预热管16与连接螺栓17之间。以预压制的形式安装的石墨垫圈在此成型，从而由石墨制成的密封元件31构造在预热管16与连接螺栓17之间，并且由此形成了加热体密封件30。 

Claims (7)

1.具有金属壳体（10）的预热塞，所述金属壳体具有纵向孔（12），点火棒（14）容纳在所述纵向孔中，所述点火棒具有预热管（16）以及布置在所述预热管（16）中的预热塞线圈（18），其中所述预热塞线圈（18）在一端上与所述预热管（16）电接触并且在另一端上与连接螺栓（17）电接触，其中所述连接螺栓（17）伸入到所述预热管（16）的轴向开口（22）中，并且在密封部段（23）中借助于加热体密封件（30）与所述预热管（16）电绝缘地连接，其特征在于，所述加热体密封件（30）构造有由石墨制成的密封元件（31）以及至少一个电绝缘层（32、33），并且所述预热管（16）利用由石墨制成的密封元件（31）压紧到所述连接螺栓（17）上。

2.根据权利要求1所述的预热塞，其特征在于，所述电绝缘层（32）至少构造在所述连接螺栓（17）上的密封部段（23）的区域中。

3.根据权利要求1所述的预热塞，其特征在于，所述电绝缘层（33）至少构造在所述预热管（16）内壁上的密封部段（23）的区域中。

4.根据权利要求1所述的预热塞，其特征在于，至少在所述连接螺栓（17）上并且在所述预热管（16）的内壁上的密封部段（23）的区域中分别构造有一电绝缘层（32、33）。

5.根据上述权利要求中任一项所述的预热塞，其特征在于，所述预热管（16）至少在所述密封部段（23）的区域中具有直径缩小部（26），所述由石墨制成的密封元件（31）借助于所述直径缩小部与所述连接螺栓（17）挤压在一起。

6.方法，其用于制造根据上述权利要求中任一项所述的预热塞，其特征在于，所述密封元件（31）以预压制的石墨垫圈的形式在所述密封部段（23）的区域中布置在所述连接螺栓（17）上，并且随后在所述预热管（16）的开口（22）中的预压制的石墨垫圈在所述密封部段（23）中挤压到预热管（16）与连接螺栓（17）之间。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预热管（16）至少在所述密封部段（23）的区域中通过旋转锻造构造了直径缩小部（26），所述预压制的石墨垫圈通过所述直径缩小部挤压到预热管（16）与连接螺栓（17）之间。

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