DE10023395A1 - Keramische Heizeinrichtung und Montageaufbau - Google Patents
Keramische Heizeinrichtung und MontageaufbauInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine keramische Heizeinrichtung 100, die als eine Zündungsquelle für eine Verbrennungsheizeinrichtung verwendbar ist und welche in eine Bohrung 201 mit einem konischen Abschnitt 201a einsetzbar ist, welcher in dem Körper 200 der Verbrennungsheizeinrichtung ausgeformt ist. Die keramische Heizeinrichtung 100 hat ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil 20 mit Leiterkabeln 23, 24, die sich von einem Ende des Wärmeerzeugungsbauteils 22 zu dessen anderem Ende hin erstrecken, einen Ring 30, der an dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils befestigt ist und elektrisch an das Leitungskabel 23 angeschlossen ist sowie ein Gehäuse 10 für das Schützen des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20, derart, dass die Enden des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 vorragen. Ein Dichtungsabschnitt 13 hat einen konischen Abschnitt entsprechend dem konischen Abschnitt 201a sowie einen Außengewindeabschnitt 11 als ein Einsatz oder Armatur, der dafür vorgesehen ist, in ein Innengewinde 201b in der Bohrung 201 eingeschraubt zu werden, wobei beide Abschnitte einstückig an der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses 10 ausgeformt sind. Der Dichtungsabschnitt 13 ist im Presskontakt mit dem sich verjüngenden Abschnitt 201a gehalten. Ein ringförmiges Abstandsstück 60, bestehend aus Aluminium oder ähnlichem mit kleinerer Wärmekonduktivität als das Gehäuse 10, ist zwischen dem Ring 30 und dem Gehäuse 10 eingefügt und ist mit dem Ring 30 und dem Gehäuse 10 in Kontakt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine keramische Heiz
einrichtung, die in einem Träger oder einer Fassung ver
wendet wird, und einen Montageaufbau von dieser, der in
geeigneter Weise mit einer Zündquelle einer Verbrennungs
heizeinrichtung, der Glühkerze eines Dieselmotors usw.
verwendet wird.
Eine herkömmliche keramische Heizeinrichtung dieser Bauart
ist in Fig. 9 gezeigt. Diese Keramikheizeinrichtung wird
als eine Zündquelle einer Verbrennungsheizeinrichtung zum
Erwärmen des Kühlwassers eines Dieselmotors verwendet und
weist ein stabartiges keramisches Wärmeerzeugungselement J1
auf, das in einem Verbundstück oder Einsatz J2 aus
rostfreiem Stahl gestützt ist, das einen wärmeerzeugenden
Abschnitt an einem seiner Enden und Leitungsdrähte J3 als
Energieleitungsabschnitte an dem anderen seiner Enden zum
Erregen und zum Erwärmen des wärmeerzeugenden Abschnitts
aufweist.
Diese keramische Heizeinrichtung ist in ein Loch J6
eingesetzt, das in einem Gehäuse J5 der Verbrennungskammer
einer Verbrennungsheizeinrichtung ausgebildet ist, die
einen Träger bzw. Fassung oder Gehäuse bildet. Das Verbund
stück J2 ist fest an dem Verbrennungskammergehäuse J5 durch
einen einzelnen Befestigungsbolzen J3 und einer einzelnen
Mutter J4 montiert.
Bei diesem Montageaufbau hat das Verbundstück J2, obwohl es
zum Schließen des Lochs J6 des Verbrennungskammergehäuses
J5 befestigt ist, eine ungenügende Dichtwirkung, und zum
Verbessern der Dichtwirkung ist für das Verbundstück J2 ein
anderes Dichtelement wie z. B. eine Dichtung erforderlich,
wodurch sich der Aufbau kompliziert.
Zum Befestigen des Verbundstücks J2 an das Verbrennungs
kammergehäuse J5 sind andererseits einzelne Befestigungs
teile erforderlich, die einen Befestigungsbolzen J3 und
eine Mutter J4 aufweisen, was ebenso den Aufbau unter dem
Gesichtspunkt der Montagearbeit kompliziert.
Eine herkömmliche keramische Heizeinrichtung dieser Bauart
weist im allgemeinen folgendes auf: ein keramisches
Wärmeerzeugungselement, das einen wärmeerzeugenden
Abschnitt an einem seiner Enden zum Erzeugen von Wärme aus
zugeführter Leistung und zumindest einen leistungs
zuführenden Leitungsabschnitt enthält, der sich zu dem
anderen Ende von dem wärmeerzeugenden Abschnitt erstreckt,
und ein Metallgehäuse zum Abdecken des keramischen
Wärmeerzeugungselement in einer Weise, dass ein Ende des
keramischen Wärmeerzeugungselements von einem Ende des
Gehäuses freisteht, und das andere Ende des keramischen
Wärmeerzeugungselements von dem anderen Ende des Gehäuses
freisteht. Die keramische Heizeinrichtung ist durch ein
Befestigen des Gehäuses an einer geeigneten Stelle der
Verbrennungsheizeinrichtung an der Verbrennungsheiz
einrichtung montiert, wobei der wärmeerzeugende Abschnitt
in dem Inneren der Verbrennungskammer frei liegt.
Ein Teil des Leitungsabschnitts des keramischen Wärmeerzeu
gungselements (das weit von dem Verbinder bzw. Anschluss
element des wärmeerzeugenden Abschnitts entfernte Ende) ist
elektrisch mit dem anderen Ende des Gehäuses direkt durch
Löten verbunden oder direkt elektrisch mit dem Montage
element verbunden, das direkt durch Löten oder dergleichen
an dem anderen Ende des Gehäuses angebracht ist. Auf diese
Weise ist ein elektrischer Strom daran angepasst, zwischen
dem Leitungsabschnitt und einer externen Einheit zu
fließen.
Bei dem vorstehend erwähnten Verbindungsaufbau des
Leitungsabschnitts werden jedoch die Wärme in der
Verbrennungskammer und die Wärme, die durch ein
Selbsterwärmen des wärmeerzeugenden Abschnitts erzeugt
wird, direkt durch das Gehäuse hindurch zu dem Leitungs
abschnitt übertragen. Als ein Ergebnis ist der Leitungs
abschnitt erwärmt und das Lötmaterial wird infolge der
Wärmespannung verschlechtert, was häufig zu dem Problem
führt, dass jeder Leitungsabschnitt von dem Gehäuse
abgetrennt wird. Ein ähnliches Problem einer Abtrennung
tritt auch durch das Montageelement auf, das durch Löten an
dem anderen Ende des Gehäuses angebracht ist.
Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Bewältigen dieses
Problems wird ein ringartiges Metallelektrodenmontage
element in das keramische Wärmeerzeugungselement in einer
Weise eingepasst, dass das andere Ende des keramischen
Wärmeerzeugungselements in das Elektrodenmontageelement
eingefügt wird. Zumindest ein Leitungsabschnitt wird mit
dem Elektrodenmontageelement verbunden, während das
Elektrodenmontageelement von dem Gehäuse kontaktlos
abgetrennt wird. Dieser Aufbau kann verhindern, dass die
Wärme direkt zu dem Leitungsabschnitt übertragen wird.
Mit diesem Aufbau unter Verwendung des Elektrodenmontage
elements macht es jedoch die Tatsache, dass das Elektroden
montageelement und das Gehäuse miteinander außer Kontakt
stehen, schwierig, das Elektrodenmontageelement an dem
keramischen Wärmeerzeugungselement an einer Position für
eine Verbindung mit dem Leitungsabschnitt zu montieren.
Anders gesagt sind das Elektrodenmontageelement und das
keramische Wärmeerzeugungselement schwer zu positionieren.
Angesichts des vorstehend erwähnten Problems ist es die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine keramische
Heizeinrichtung und einen Montageaufbau davon vorzusehen,
der eine einfache Struktur hat und eine hohe Dichtwirkung
mit dem Träger bzw. der Fassung erreicht.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen
Montageaufbau einer keramischen Heizeinrichtung zu schaffen
mit einem keramischen Wärmeerzeugungsbauteil bestehend aus
zumindest einem Energiezuführungsleitungsabschnitt, der von
einem Gehäuse abgedeckt ist, wobei das ringförmige
Elektrodenmontagebauteil für das Anschließen des Leitungs
abschnitts einfach positionierbar ist, wenn dieses am
keramischen Wärmeerzeugungsbauteil montiert wird, während
das Elektrodenmontagebauteil in dem direkten Kontakt mit
dem Gehäuse abgehalten wird.
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine
keramische Heizeinrichtung 100 geschaffen, die auf einem
Träger oder einer Fassung 200 montiert ist, indem sie in
eine Bohrung oder ein Loch 201 eingesetzt wird, welches mit
einem geneigten oder konischen Abschnitt 201a ausgeformt
ist, der einen inneren Durchmesser hat, welcher sich
fortlaufend in Einsetzrichtung verringert, wobei die
keramische Heizeinrichtung folgende Elemente hat:
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil 20a, bestehend aus einem Wärmeerzeugungsabschnitt 22 an dessen einem Ende und Energieleitungsabschnitte 40, 41 des Wärmeerzeugungs abschnitts, die elektrisch an dem anderen Ende ange schlossen sind, und
ein Gehäuse 10, das an die äußere periphere Fläche des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen ist, um das keramische Wärmeerzeugungsbauteil derart abzudecken, dass ein Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von einem Ende des Gehäuses aus freiliegt und das andere Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von dem anderen Ende des Gehäuses aus freiliegt, wobei
ein geneigter bzw. konischer Dichtungsabschnitt 13 entsprechend dem konischen Abschnitt 201a des Lochs 201 des Trägers 200 sowie ein Einsatz oder eine Armatur 11, der bzw. die dafür vorgesehen ist, in der Bohrung bzw. dem Loch befestigt zu werden, einstückig an der anderen peripheren Fläche des Gehäuses 10 ausgeformt sind, sodass dann, wenn das Gehäuse in dem Loch über den Einsatz fixiert wird, der Dichtungsabschnitt in Presskontakt mit dem konischen Abschnitt gebracht wird.
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ein geneigter bzw. konischer Dichtungsabschnitt 13 entsprechend dem konischen Abschnitt 201a des Lochs 201 des Trägers 200 sowie ein Einsatz oder eine Armatur 11, der bzw. die dafür vorgesehen ist, in der Bohrung bzw. dem Loch befestigt zu werden, einstückig an der anderen peripheren Fläche des Gehäuses 10 ausgeformt sind, sodass dann, wenn das Gehäuse in dem Loch über den Einsatz fixiert wird, der Dichtungsabschnitt in Presskontakt mit dem konischen Abschnitt gebracht wird.
Bei der keramischen Heizeinrichtung 100 gemäß diesem
Gesichtspunkt der Erfindung ist der Einsatz 11, der dafür
vorgesehen ist, in dem Loch 201 des Trägers befestigt zu
werden, einstückig an dem Gehäuse 10 ausgeformt, wobei
dadurch ein unabhängiges, zusätzliches Befestigungsteil im
Unterschied zum Stand der Technik nicht mehr erforderlich
ist. Auch wenn das Gehäuse in dem Loch fixiert wird, wird
der Dichtungsabschnitt 13 in Presskontakt mit dem konischen
Abschnitt 201a des Lochs gebracht, wobei der Kontakt
abschnitt dazwischen abgedichtet wird, wodurch die
Notwendigkeit eines unabhängigen zusätzlichen Dichtungs
bauteils eliminiert wird. Erfindungsgemäß wird folglich
eine keramische Heizeinrichtung mit einem einfachen Aufbau
geschaffen, welcher eine hervorragende Dichtwirkung mit dem
Träger erreicht.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine
keramische Heizeinrichtung geschaffen, welche folgende
Teile hat:
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil 20, unter anderem bestehend aus Energieleitungsabschnitten 23, 24, die sich von einem Wärmeerzeugungsabschnitt 22, welcher an einem Ende des Gehäuses angeordnet ist, zudem anderen Ende des Gehäuses erstrecken,
ein ringförmiges Elektrodenmontagebauteil 30, das an dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeordnet und elektrisch an ein Teil der Leitungsabschnitte angeschlossen ist,
ein Gehäuse 10, welches das keramische Wärmeerzeugungs bauteil derart abdeckt, dass die Enden des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von den Enden des Gehäuses unverdeckt bleiben, und
ein Distanzbauteil (Abstandsstück) 60 mit einer kleineren Wärmeleitfähigkeit als das Gehäuse und welches zwischen dem Elektrodenmontagebauteil und dem Gehäuse derart zwischen gefügt ist, dass es mit dem Elektrodenmontagebauteil und dem Gehäuse in Kontakt steht.
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil 20, unter anderem bestehend aus Energieleitungsabschnitten 23, 24, die sich von einem Wärmeerzeugungsabschnitt 22, welcher an einem Ende des Gehäuses angeordnet ist, zudem anderen Ende des Gehäuses erstrecken,
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Gemäß diesem Gesichtspunkt der Erfindung wird durch das
Zwischenfügen eines Abstandsstücks, mit kleinerer
Wärmeleitfähigkeit als das Gehäuse zwischen das Elektroden
montagebauteil und das Gehäuse verhindert, dass Wärme
direkt von dem Gehäuse zu dem Elektrodenmontagebauteil
übertragen wird, wobei die Tatsache, dass das Abstandsstück
eine kleinere Wärmeleitfähigkeit besitzt als das Gehäuse
dazu führt, dass die Wärmeleitung von dem Gehäuse zu dem
Elektrodenmontagebauteil unterdrückt wird.
Da des weiteren gemäß diesem Aspekt der Erfindung das
Abstandsstück mit dem Elektrodenmontagebauteil und dem
Gehäuse in Kontakt ist, kann das Elektrodenmontagebauteil
in Position gehalten werden durch Einsetzen des Elektroden
montagebauteils in das keramische Wärmeerzeugungsbauteil,
bis das Elektrodenmontagebauteil mit dem mit dem Gehäuse in
Kontakt stehenden Abstandsstück in Kontakt kommt. Folgleich
kann gemäß diesem Aspekt der Erfindung das Elektroden
montagebauteil einfach positioniert werden, wenn dieses in
das keramische Wärmeerzeugungsbauteil montiert wird,
während gleichzeitig das Elektrodenmontagebauteil und das
Gehäuse von einem direkten Kontakt miteinander abgehalten
werden.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird eine
keramische Heizeinrichtung 300 geschaffen, die an einen
Träger 200 dadurch montiert wird, dass sie in ein Loch 201
eingesetzt wird und die folgende Teile hat:
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil 20
ein Gehäuse 10
ein Einsatz bzw. Armatur 11, der bzw. die an der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses ausgeformt und dafür vorgesehen ist, in dem Loch 201 befestigt zu werden, und unabhängige Dichtungsmittel 70, 71, die an der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses montiert sind, wobei die Dichtungsmittel bzw. die Dichtungseinrichtung in Kontakt mit dem Loch bringbar ist und das Loch durch die Kraft verschließt, welche durch den Einsatz ausgeübt wird, wenn das Gehäuse in dem Loch fixiert wird.
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil 20
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Da gemäß diesem Aspekt der Erfindung der Einsatz 11, der
dafür vorgesehen ist, in dem Loch 201 des Trägers befestigt
zu werden, einstückig mit dem Gehäuse 10 ausgeformt ist,
ist ein unabhängiges zusätzliches Befestigungsteil im
Unterschied zum Stand der Technik nicht mehr erforderlich.
Wenn folglich das Gehäuse in dem Loch fixiert wird, kommt
die Dichtungseinrichtung 70, 71 in Kontakt mit dem Loch, um
dieses zu verschließen, wobei der Kontaktabschnitt
dazwischen abgedichtet wird. Folglich wird gemäß diesem
Gesichtspunkt der Erfindung eine keramische Heizeinrichtung
geschaffen, die einen einfachen Aufbau hat und die eine
hohe Dichtwirkung mit dem Träger erreicht.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird eine
Montagestruktur für eine keramische Heizeinrichtung 100
geschaffen, die ein Wärmeerzeugungsbauteil 20, ein Gehäuse
10 sowie einen Träger 200 hat, auf welchem die keramische
Heizeinrichtung montiert ist, wobei der Träger mit einem
Loch 201 ausgebildet ist, in welches die keramische
Heizeinrichtung eingesetzt werden kann, wobei
die innere Wandfläche des Lochs mit einem geneigten bzw.
konischen Abschnitt 201a ausgeformt ist, in welchem der
innere Durchmesser des Lochs sich in Einsetzrichtung der
keramische Heizeinrichtung fortlaufend verringert, wobei
ein geneigter bzw. konischer Dichtungsabschnitt 13
entsprechend dem konischen Abschnitt des Lochs sowie ein
Einsatz bzw. Armatur 11, der bzw. die dafür vorgesehen ist,
in dem Loch fixiert zu werden, einstückig miteinander an
der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses ausgeformt sind,
und wobei
die keramische Heizeinrichtung in das Loch eingesetzt wird,
wobei das Gehäuse in dem Loch durch den Einsatz befestigt
wird, derart, dass der Dichtungsabschnitt in Presskontakt
mit dem konischen Abschnitt gebracht wird, um hierdurch den
Kontaktabschnitt zwischen dem Dichtungsabschnitt um dem
konischen Abschnitt abzudichten.
Gemäß dieser Erfindung wird folglich ein Montageaufbau für
eine keramische Heizeinrichtung geschaffen, die eine
einfache Konfiguration aufweist, und eine hohe Dichtwirkung
mit dem Montagebauteil erreicht.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand
bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die
begleitenden Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine
Montagestruktur einer keramischen Heizeinrichtung gemäß
einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
darstellt,
Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die schematisch eine
generelle Konfiguration einer keramischen Heizeinrichtung
gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt,
welches in der Fig. 1 gezeigt ist,
Fig. 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die
Abmessungen der wesentlichen Teile eines keramischen
Wärmeerzeugungsbauteils der keramische Heizeinrichtung
gemäß Fig. 2 darstellt,
Fig. 4a, 4b, 4c sind Diagramme, die erste bis dritte
Modifikationen der keramischen Heizeinrichtung gemäß der
vorstehend genannten Ausführungsbeispiele darstellen,
Fig. 5a, 5b sind Diagramme, die eine vierte Modifikation
der keramischen Heizeinrichtung gemäß den vorstehend
genannten Ausführungsbeispielen darstellt,
Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein erstes
Ausführungsbeispiel für eine Montagestruktur einer
keramischen Heizeinrichtung gemäß eines zweiten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die schematisch ein
zweites Ausführungsbeispiel für eine Montagestruktur einer
keramischen Heizeinrichtung gemäß eines zweiten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung darstellt,
Fig. 8 ist ein Modelldiagramm, das den inneren Aufbau
einer keramischen Heizeinrichtung darstellt,
Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die schematisch die
Montagestruktur einer herkömmlichen keramischen
Heizeinrichtung darstellt.
Die Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Die Erläuterung
dieser Ausführungsbeispiele basiert auf der Annahme, dass
die Erfindung als eine keramische Heizeinrichtung
ausgeführt ist, wie sie verwendet wird für eine Zündquelle
einer Verbrennungsheizeinrichtung für ein Erhitzen des
Motorkühlwassers für ein Dieselmotor-betriebenes
Kraftfahrzeug in einem kalten Bereich. Die Fig. 1 ist eine
Schnittansicht, die schematisch eine Montagestruktur einer
keramischen Heizeinrichtung 100 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel zeigt, wobei die Fig. 2 eine
Schnittansicht ist, die schematisch eine generelle Konfi
guration der keramischen Heizeinrichtung 100 gemäß Fig. 1
darstellt.
Die keramische Heizeinrichtung 100 ist so konfiguriert,
dass ein stabförmiges keramisches Wärmeerzeugungsbauteil in
einem Gehäuse 10 abgestützt ist und fest in eine Bohrung
oder ein Loch 201 eingesetzt ist, welches in einem Körper
200 (nachfolgend als ein Träger bezeichnet, der
beispielsweise aus Aluminium besteht) der
Verbrennungsheizeinrichtung ausgeformt ist. Der vorwärtige
Endabschnitt des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 mit
einem nachfolgend beschriebenen Wärmeerzeugungsabschnitt 21
liegt zu dem Innenraum des Körpers 200 hin frei bzw. ragt
in diesen vor.
Zuerst wird die Verbrennungsheizeinrichtung mit Bezug auf
die Fig. 1 näher beschrieben. Die Verbrennungsheizein
richtung hat ein metallisches Netz- oder Siebbauteil 203
welches leichtes Öl, das an der äußeren Fläche der
Verbrennungskammer 202, die in dem Körper 200 ausgebildet
ist, angeordnet ist, hält. Das leichte Öl des metallischen
Netzbauteils 203 wird durch das keramische Wärme
erzeugungsbauteil 20 (auf ungefähr 1100°C) erhitzt, wobei
die hierbei erzeugten Flammen in die Verbrennungskammer 202
über die Bohrung 204 ausgesandt werden.
Die in die Verbrennungskammer ausgesandten Flammen werden
durch die Luft angefächert, welche von einem Luft
einlassabschnitt 205 in die Verbrennungskammer 202
eingeleitet wird. Gemäß Fig. 1 bezeichnet das Bezugs
zeichen 206 eine Leitung für das Zuführen des leichten Öls
zu dem metallischen Netzbauteil 203. Die Wärme, die in der
Verbrennungskammer 202 erzeugt wird, wird als Heizquelle
für das Erwärmen bzw. Erhitzen des Kühlwassers des Motors
verwendet.
Nachfolgend wird eine Konfiguration der keramischen
Heizeinrichtung 100 sowie eine Struktur für das Montieren
der keramischen Heizeinrichtung 100 an dem Körper (Träger)
200 im einzelnen mit Bezug auf die Fig. 2 erneut
beschrieben.
Die keramische Heizeinrichtung 100 hat ein im wesentlichen
zylindrisches Gehäuse 10, bestehend aus Metall (rostfreiem
Stahl beispielsweise), das durch spanabhebendes Metallbear
beiten hergestellt ist. Die äußere periphere Fläche des
Gehäuses 10 ist mit einem Außengewindeabschnitt (nach
folgend als Einsatz oder Armatur bezeichnet) 11 und einem
Hexagonalabschnitt 12 für das Fixieren der keramischen
Heizeinrichtung 100 an dem Träger 200 der Verbrennungsheiz
einrichtung ausgebildet, wobei der Teil zwischen den
Abschnitten 11 und 12 einen Dichtungsabschnitt 13
ausbildet.
Gemäß der Fig. 1 ist ein geneigter oder konischer
Abschnitt 201a mit einem inneren Durchmesser der Bohrung
bzw. des Lochs 201, der fortlaufend in die Einsetzrichtung
der keramischen Heizeinrichtung 100 verringert wird, über
die gesamte innere Wandfläche der Bohrung 201 des Körpers
200 ausgeformt.
Die äußere periphere Fläche des Dichtungsabschnitts 13 des
Gehäuses 10 ist in einer solchen Weise verringert, dass der
äußere Durchmesser des Gehäuses 10 in Richtung zu dem
Außengewinde 11 von dem Hexagonalabschnitt 12 aus fort
laufend verringert wird und dabei unter dem gleichen Winkel
sich verjüngt wie der konische Abschnitt 201a. Der
Dichtungsabschnitt 13 ist dafür vorgesehen, mit dem
konischen Abschnitt 201a in Kontakt zu kommen.
Auch ist jener Abschnitt der inneren Wandfläche des Lochs
200 des Verbrennungsheizeinrichtungskörpers 200, welcher
näher zu der Innenseite der Verbrennungsheizeinrichtung
ist, als der konische Abschnitt 201a mit einem Innen
gewindeabschnitt 201b ausgeformt, welches entsprechend dem
Außengewinde 11 des Gehäuses 10 gedreht ist.
Bei der Montagstruktur gemäß Fig. 1 wird der Außengewinde
abschnitt 11 sowie der Innengewindeabschnitt 201b mit
einander verschraubt, wobei das Gehäuse 10 der keramischen
Heizeinrichtung in dem Loch 201 des Körpers 200 fixiert
wird. Gleichzeitig bewirken Kopplungskräfte der Gewinde,
dass der Dichtungsabschnitt 13 mit dem konischen Abschnitt
201a in Presskontakt gebracht wird, um hierdurch den
Kontaktabschnitt abzudichten. Die äußere periphere Fläche
des Dichtungsabschnitts 13 ist auf eine solche Rauhigkeit
geglättet, (beispielsweise 25Z oder weniger) um eine
Dichtfähigkeit zu gewährleisten.
Andererseits wird das stabförmige (zylinderförmig gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel) keramische
Wärmeerzeugungsbauteil 20, welches, wie in der Fig. 2
dargestellt wird, in dem Gehäuse 10 abgestützt ist, durch
das Gehäuse 10 in einer solchen Weise abgedeckt, dass ein
Ende 20a des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 von
einem Ende 10a des Gehäuses 10 freiliegt bzw. vorsteht,
wobei das andere Ende 20b des keramischen Wärmeerzeugungs
bauteils 20 von dem anderen Ende 10b des Gehäuses 10
freiliegt bzw. davon vorsteht.
Das keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20 hat einen hitze
beständigen Isolationsabschnitt 21 mit einer Hitzebe
ständigkeit sowie einer Isolationscharakteristik für das
Ausbilden und Definieren des Körpers, einen U-förmigen
hitzeerzeugenden Leitungsabschnitt 22, der in dem
hitzebeständigen Isolationsabschnitt 21 eingebettet ist und
zwei Leitungskabel (nachfolgend als Verbindungsleitungs
abschnitt bezeichnet) 23, 24, die an die zwei Enden des
Wärmeerzeugungsabschnitts 22 angeschlossen sind.
Der Wärmeerzeugungsabschnitt 22 ist an dem Ende 20a des
keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 angeordnet, wobei
die zwei Leitungskabel 23, 24 sich linear zu dem anderen
Ende 20b des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 von dem
Wärmeerzeugungsabschnitt 22 aus erstrecken. Die Leitungs
kabel 23, 24 bestehen jeweils aus einem leitfähigen
Kabelmaterial aus Wolfram oder ähnlichem und weisen im
wesentlichen den gleichen Durchmesser über deren gesamte
Länge hinweg auf.
Der Wärmeerzeugungsabschnitt 22 sowie die Leitungskabel 23,
24 sind in isolierender Weise durch Einbetten in den
hitzebeständigen Isolationsabschnitt 21 festgehalten,
dessen äußere periphere Fläche wiederum an die innere
periphere Fläche des Gehäuses 10 gekoppelt und an dieser
festgehalten ist.
Das Bauteil, welches für das Koppeln des Gehäuses 10 und
des hitzebeständigen Isolationsabschnitts 21 verwendet
wird, hat eine Beschichtung oder ein Lötmaterial oder Glas
(enthält beispielsweise ein Metall).
Insbesondere in dem Fall, wonach ein Löt- bzw. Hartlöt
material oder ein Beschichtungsmaterial verwendet wird,
wird die äußere periphere Fläche des hitzebeständigen
Isolationsabschnitts 21 mit Ni oder Cu beschichtet, wobei
ein Hartlötmaterial aus Ag oder Cu zwischengefügt und
zwischen die Beschichtung und der inneren peripheren Fläche
des Gehäuses 10 gefüllt wird. In dem Fall, wonach Glas als
ein Kopplungsmaterial verwendet wird, wird andererseits
Glas auf die äußere periphere Fläche des hitzebeständigen
Isolationsabschnitts 21, welcher in das Gehäuse 10
eingesetzt wird, aufgetragen, wobei das Glas geschmolzen
ist.
Des weiteren haben die zwei Leitungskabel 23, 24, die sich
linear von dem Wärmeerzeugungsabschnitt 22 aus zu dem
anderen Ende 20b des keramischen Wärmeerzeugungsabschnitts
20 hin erstrecken, jeweils ein Ende, welches von dem
hitzebeständigen Isolationsabschnitt 21 an dem anderen Ende
20b des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 vorragen
bzw. freiliegen, das wiederum von dem anderen Ende 10b des
Gehäuses 10 aus frei liegt. Ein Metallring 30 ist an diesem
äußeren peripheren Abschnitt des hitzebeständigen
Isolationsabschnitts 20 angeordnet, von welchem ein Ende
des Leitungskabels 23 vorragt, wobei ein Metallring 31 an
jenem äußeren peripheren Abschnitt des hitzebeständigen
Isolationskörpers 21 angeordnet ist, von welchem ein Ende
des anderen Leitungskabels 24 vorragt. Die Leitungskabel
23, 24 sind elektrisch durch ein Silberlegierungs-
Hartlötmaterial an die Ringe 30 bzw. 31 an den vorstehend
beschriebenen bzw. vorragenden Abschnitten angeschlossen.
Das keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20 (d. h. der hitze
beständige Isolationsabschnitt 21) sowie die Ringe 30, 31
sind durch Silberlegierungs-Hartlötmaterial oder ähnlichem
hartverlötet.
Diese Ringe 30, 31 sind elektrisch durch Verschweißen oder
Hartverlöten eines leitfähigen Kabelmaterials mit den
Energieleitungsabschnitten 40 bzw. 41 verbunden. Diese
Energieleitungsabschnitte 40, 41 sind elektrisch an einen
externen Schaltkreis beispielsweise einer ECU des diesel
betriebenen Fahrzeugs über ein Kabelbauteil oder ähnliches
angeschlossen.
Gemäß der Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen 50 des
weiteren ein Rohr oder Röhre bzw. Hülse (in Fig. 1 nicht
gezeigt) für das Schützen der Ringe 30, 31 sowie des
Anschlusses zwischen den Ringen 30, 31 und den Energie
leitungsabschnitten 40, 41. Das Bezugszeichen 60 bezeichnet
einen ringförmigen Isolator für das isolierende Abstützen
der inneren peripheren Fläche des Hexagonalabschnitts 12
des Gehäuses 10 und der äußeren peripheren Fläche des
keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20. Bei der keramischen
Heizeinrichtung 100 mit dieser Konfiguration wird der
Energieleitungsabschnitt 40, der an das Leitungskabel 23
über den Ring 30 angeschlossen ist, als die Negativseite
angenommen, wohingegen der Energieleitungsabschnitt 41, der
an das Leitungskabel 24 über den Ring 31 angeschlossen ist,
als die Positivseite angenommen wird. In diesem Fall wird
ein Strom von einem externen Energiekreis zugeführt.
Daraufhin fließt der Strom durch den Energie
leitungsabschnitt 41, den Ring 31, den Leitungsabschnitt
24, den Wärmeerzeugungsabschnitt 22, den Leitungsabschnitt
23, den Ring 30 und den Energieleitungsabschnitt 40 in
dieser Reihenfolge, wodurch der Wärmeerzeugungsabschnitt 20
energieversorgt und dabei aufgeheizt wird.
Nachfolgend wird im Einzelnen die Konfiguration des
keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 näher beschrieben.
Der Wärmeerzeugungsabschnitt 22 sowie der hitzebeständige
Isolationsabschnitt 21 des keramischen Wärmeerzeu
gungsbauteils 20 sind jeweils aus einer Mixtur aus einem
leitfähigen keramischen Pulver (Molybdän-Silikat (MoSi2)-
Pulver gemäß diesem Ausführungsbeispiel) und einem
isolierenden keramischen Pulver (Silikonnitrit (Si3N4)-
Pulver gemäß diesem Ausführungsbeispiel) zusammengestellt,
welche in dem gleichen Mischverhältnis gesintert werden.
Bei dem Wärmeerzeugungsabschnitt 22 jedoch ist die Durch
schnittskorn- bzw. Granulatgröße des MoSi2-Pulvers kleiner,
als jene des Si3N4-Pulvers während bei dem hitzebeständigen
Isolationsabschnitt 21 die Durchschnittskorn- bzw.
Granulatgröße des MoSi2-Pulvers die gleiche ist oder
geringfügig größer ist als jene des Si3N4-Pulvers.
Insbesondere durch Ändern der Korngröße jedes Pulver
materials sind der Wärmeerzeugungsabschnitt 22 sowie der
hitzebeständige Isolationsabschnitt 21 beim Produktions
prozess unterschiedliche voneinander.
Bei den keramischen Wärmeerzeugungsbauteilen 20 mit dieser
Konfiguration ist der Wärmeerzeugungsabschnitt 22 derart
konfiguriert, dass das kleinkörnige MoSi2-Pulver
(leitfähiges Keramikpulver) das großkörnige Si3N4-Pulver
(isolierendes Keramikpulver) umgibt, wodurch der Strom zum
Wärmeerzeugungsabschnitt 22 geleitet wird, der wiederum
aufgeheizt wird.
Bei dem hitzebeständigen Isolationsabschnitt 21 bewirkt
andererseits das Zwischenfügen des kleinkörnigen Si3N4-
Pulvers (isolierende Keramiken) zwischen das großkörnige
MoSi2-Pulver (leitfähiges Keramikpulver) ein Anordnen der
zwei Pulvertypen in Serie, wobei hierdurch eine Iso
lationsschicht mit einem größeren Widerstand als der
Wärmeerzeugungsabschnitt 22 ausgeformt wird.
Bei dem Herstellungsverfahren für das keramische Wärme
erzeugungsbauteil 20 wird zuerst ein Binder mit einer
Mixtur aus dem MoSi2-Pulver und dem Si3N4-Pulver gemischt
und zu einer Paste geknetet, wobei der Wärmeerzeu
gungsabschnitt 22 und der hitzebeständige Isolations
abschnitt 21 jeweils zu der gewünschten Form gespritzt
werden. Der Wärmeerzeugungsabschnitt 22 ist in einer
solchen Position angeordnet, dass er durch den hitze
beständigen Isolationsabschnitt 21 aufgenommen werden kann,
wobei nach einem Heißpressen bei 1700-1800°C ein
zylindrischer keramischer Wärmeerzeugungsabschnitt 20
abgeschnitten wird. Des weiteren wird an dem vorderseitigen
Endabschnitt des keramische Wärmeerzeugungsabschnitts 20
der hitzebeständige Isolationsabschnitt 21 zu einer
sphärischen bzw. kugelförmigen Form bearbeitet. Als ein
Ergebnis hiervon wird der gesamte keramische Wärme
erzeugungsabschnitt 22 in dem hitzebeständigen
Isolationsabschnitt 21 eingebettet.
Nachfolgend wird ein Beispiel für die Abmessungen der
wesentlichen Bauteile dieses keramischen Wärmeerzeu
gungsbauteils 20 mit Bezug auf die Fig. 3 näher erläutert.
In Fig. 3 sind die Größen bzw. Abmessungen der Bestand
teile in Millimeter ausgedrückt. Die Länge des keramischen
Wärmeerzeugungsbauteils 20, welches von einem Ende 10a des
Gehäuses 10 vorragt, beträgt 19 mm, wobei der äußere
Durchmesser des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 4,5
mm beträgt, der Abstand zwischen dem unteren Endabschnitt
des eingebetteten Wärmeerzeugungsabschnitts 22 und einem
Ende 20a des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 0,9 mm
beträgt, die Breite bzw. Weite des gekrümmten Abschnitts
des Wärmeerzeugungsabschnitts 22 1,3 mm beträgt und der
Abschnitt zwischen einem Endabschnitt der Leitungskabel 23,
24 und einem Ende 20a des keramischen Wärmeerzeugungs
bauteils 20 16 mm beträgt.
Bei dem keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20, das in
dieser Weise gefertigt worden ist, sind der Wärmeerzeu
gungsabschnitt 22 sowie die Leitungskabel 23, 24 fest sowie
isolierend gehalten, indem diese in den hitzebeständigen
Isolationsabschnitt 21 eingebettet worden sind. Der
hitzebeständige Isolationsabschnitt 21, dessen äußere
periphere Fläche mit der inneren peripheren Fläche des
Gehäuses 10 gekoppelt ist, wird fest an dem Gehäuse 10
gehalten. Das Lötmaterial (Silberlot, Palladiumlot, Goldlot
usw.) kann als ein Material für das Koppeln des Gehäuses 10
und des hitzebeständigen Isolationsabschnitts 21 verwendet
werden.
Die Leitungskabel 23, 24 für die Energiezufuhr zu dem
Wärmeerzeugungsabschnitt 22 in dem keramischen
Wärmeerzeugungsbauteil 21 haben jeweils ein Ende, welches
von dem hitzebeständigen Isolationsabschnitt 21 an dem
anderen Ende 20b des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20
vorragen, das wiederum von dem anderen Ende 10b des
Gehäuses 10 vorragt. Das Leitungskabel 23 ragt zu einem
Abschnitt vor, der näher zu dem anderen Ende 10b des
Gehäuses liegt, als das andere Kabel 24.
Ein Ring (wird nachfolgend als Elektrodenmontagebauteil
bezeichnet) 30 aus einem Metall (beispielsweise rostfreiem
Stahl) ist an der äußeren Peripherie des hitzebeständigen
Isolationsabschnitts 21 angeordnet, wo ein Ende des
Leitungskabels 23 hinragt, während eine ringförmige Kappe
31 aus Metall (beispielsweise rostfreiem Stahl) an der
äußeren Peripherie des hitzebeständigen Isolations
abschnitts 21 angeordnet ist, wo ein Ende des
Leitungskabels 24 hinragt. Der Ring 30 ist angeordnet,
indem er in bzw. auf das keramische Wärmeerzeugungsbauteil
20 (den hitzebeständigen Isolationsabschnitt 21) gesetzt
wird, wobei die Kappe 31 angeordnet wird, indem sie auf das
andere Ende 20b des keramischen Wärmeerzeugungsbauteil 21
aufgesetzt wird.
Die Leitungskabel 23 und 24 sind elektrisch durch ein
Silberlot an den Ring 30 bzw. die Kappe 31 jeweils
angeschlossen, und zwar an den vorstehend beschriebenen
vor- bzw. hinragenden Abschnitten. Auch das keramische
Wärmeerzeugungsbauteil 20, (d. h. der hitzebeständige
Isolationsabschnitt 21), der Ring 30 sowie die Kappe 31
sind durch Silberlot miteinander hartverlötet.
Der Ring 30 sowie die Kappe 31 sind jeweils durch
Verschweißen oder Hartverlöten von einem leitfähigen
Kabelmaterial an die Kabelbauteile 40, 41 jeweils
angeschlossen. Diese Kabelbauteile 40, 41 sind elektrisch
an einen externen Schaltkreis, beispielsweise die ECU des
dieselbetriebenen Kraftfahrzeugs über weitere, nicht
gezeigte Kabelbauteile angeschlossen.
Das Bezugszeichen 50 bezeichnet des weiteren eine Röhre
oder Hülse für das Schützen des Rings 30 sowie der Kappe 31
und des weiteren der Anschlüsse zwischen dem Ring 30, der
Kappe 31 und den Kabelbauteilen 40, 41.
Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen Konfiguration
hat die keramische Heizeinrichtung gemäß diesem
Ausführungsbeispiel des weiteren eine einzigartige
Konfiguration, wonach ein Abstandsstück 60 (nachfolgend
auch als Beabstandungsbauteil bezeichnet) mit einer
kleineren Wärmeleitfähigkeit als das Gehäuse 10 zwischen
den Ring 30 und das Gehäuse 10 zwischengefügt ist, wobei
das Beabstandungsbauteil 60 mit dem Ring 30 sowie dem
Gehäuse 10 in Kontakt gehalten wird.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das Abstandsstück 60
hinsichtlich seiner Formgebung ringförmig, in welches das
andere Ende 20b des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20
eingesetzt werden kann, wobei es des weiteren einen im
wesentlichen rechtwinkligen diametralen Bereich hat. Das
andere Ende 10b des Gehäuses 10, d. h. die Endfläche des
Hexagonalabschnitts 12 ist ferner mit einem ringförmigen
Hohlraumabschnitt 10c ausgeformt, der zu der betreffenden
Endfläche hin offen ist, wodurch die innere periphere
Fläche des Hexagonalabschnitts 12 von der äußeren
peripheren Fläche des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils
20 beabstandet wird. Das Abstandsstück 60 ist in bzw. an
das keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20 eingesetzt und in
den Raumabschnitt 10c derart aufgenommen, dass die Öffnung
des Raumabschnitts 10c abgedeckt bzw. verschlossen wird.
Dieses Abstandsstück 60 ist in der folgenden Weise
angeordnet:
Die untere Endflächenkante des Abstandsstücks 60 ist mit
einem Absatz 10d in Kontakt, der in dem Raumabschnitt 10c
ausgeformt ist, wobei die äußere periphere Fläche des
Abstandsstücks 60 mit der inneren peripheren Fläche des
Hexagonalabschnitts 12 in Kontakt ist. Die obere Endfläche
des Abstandsstücks 60 ist mit der unteren Endfläche des
Rings 30 in Kontakt. Insbesondere ist das Abstandsstück 60
in Kontakt mit und wird abgestützt von dem Ring 30 sowie
dem Gehäuse 10, und ist folglich fest zwischen den
Bauteilen 10 und 30 eingefügt. Folglich sind der Ring 30
sowie das Gehäuse 10 nicht in direktem Kontakt miteinander.
Das Abstandsstück 60 besteht aus einem Keramikmaterial wie
beispielsweise einem Aluminiumporzellan, Glas, Gips,
Porzellan, Ziegel usw. und wird durch sintern ausgeformt.
Der Ring 30 sowie das Gehäuse 10 aus Metall (beispielsweise
rostfreiem Stahl) werden durch spanabhebende Formgebung
hergestellt. In diesem Ausführungsbeispiel wird Aluminium-
Porzellan (Wärmeleitfähigkeit von 6 kcal/mh°C) für das
Abstandsstück 60 verwendet, wobei SUS 430 (Wärmeleit
fähigkeit von 73,7 kcal/mh°C) für den Ring 30 und das
Gehäuse 10 verwendet wird. Aluminium (Wärmeleitfähigkeit
von 175 kcal/mh°C) wird für den Träger der Verbrennungs
heizeinrichtung verwendet, auf welchen das Gehäuse 10
montiert ist.
Nachfolgend wird ein Herstellungsverfahren für eine
keramische Heizeinrichtung mit dieser Konfiguration mit
Bezug auf verschiedene Bauteile bei Verwendung eines
Lötmaterials (Silberlot, Palladiumlot, Goldlot usw.)
beschrieben. Zuerst wird das keramische Wärmeerzeugungs
bauteil 20 in das Gehäuse 10 in einer solchen Weise
eingesetzt, dass der Wärmeerzeugungsabschnitt 22 um eine
vorbestimmte Länge vom einen Ende 10a des Gehäuses 10
vorragt, wobei die Relativpositionen der zwei Bauteile
durch eine Aufspannvorrichtung oder ähnlichem festgelegt
werden. Anschließend wird ein Hartlotmaterial in den
Raumabschnitt 10c von der Öffnung des Raumabschnitts 10c
des Gehäuses 10 aus eingefüllt bzw. platziert.
Als ein nächster Schritt wird ein Abstandsstück 60 in das
keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20 von dessen anderem
Ende 20b aus zuerst eingesetzt, wobei anschließend das
Abstandsstück 60 in dem Raumabschnitt 10c platziert wird.
Anschließend wird der Ring 30 auf das keramische Wärme
erzeugungsbauteil 20 von dem anderen Ende 20b des
keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20 aufgesetzt, bis es
mit dem Abstandsstück 60 in Kontakt kommt, wobei das
Lötmaterial an der oberen Endfläche des Rings 30 angeordnet
wird. Des weiteren wird die ringförmige Kappe 31 auf das
andere Ende 20b des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils 20
aufgepasst, wobei das Lötmaterial an der Oberfläche des
anderen Endes 20b angeordnet wird. Hieraus wird die
Montagegruppe, bei welchen das Lötmaterial an jedem
vorstehend beschriebenen Punkt aufgebracht worden ist,
einer Wärmebehandlung unterzogen. Hierbei fließt das bei
jedem vorstehend beschriebenen Punkt aufgetragenen
Lotmaterial in jeden Spalt zwischen den entsprechenden
Bauteilen. Das Lotmaterial füllt folglich die Spalte
zwischen den Bauteilen aus und verfestigt sich hierdurch,
um das keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20 mit dem Gehäuse
10, dem Ring 30 sowie der Kappe 31 zu verbinden. Nach
diesem Lötprozess werden die Anschlüsse der Kabelbauteile
40, 41 an den Ring 30 bzw. die Kappe 31 angeschweißt.
In dieser Weise werden die Kabelbauteile 40, 41 elektrisch
mit dem keramischen Wärmeerzeugungsbauteil 20 verbunden,
wobei die keramische Heizeinrichtung gemäß der Fig. 2
fertiggestellt wird. Für das Koppeln des keramischen Wärme
erzeugungsbauteils 20 und des Gehäuses 10 miteinander kann
das hitzebeständige Isolationsbauteil 21, dessen äußere
periphere Fläche mit Glas beschichtet ist, in das Gehäuse
10 eingesetzt und das Glas aufgeschmolzen werden.
Bei dieser keramische Heizeinrichtung 100 ist das Kabelbau
teil 40, welches an das Leitungskabel 23 über den Ring 30
angeschlossen ist, als die Negativseite festgelegt, wobei
das Kabelbauteil 41, das an das Leitungskabel 24 über die
Kappe 31 angeschlossen ist, als die Positivseite festgelegt
ist. Wenn ein Strom von dem externen Kreis gemäß
vorstehender Beschreibung zugeführt wird, fließt dieser
durch das Kabelbauteil 41, die Kappe 31, das Leitungskabel
24, den Wärmeerzeugungsabschnitt 22, das Leitungskabel 23,
den Ring 30 sowie das Kabelbauteil 40 in dieser Reihen
folge, sodass der Wärmeerzeugungsabschnitt 23 erregt wird
und dabei Hitze erzeugt.
Die Heizeinrichtung 100 ist an dem (nicht gezeigten) Träger
der Verbrennungsheizeinrichtung unter Verwendung des
Gewindes 11 des Gehäuses 10 in einer solchen Weise
montiert, dass der Wärmeerzeugungsabschnitt 22 in die
(nicht gezeigte) Verbrennungskammer vorragt. Der
Wärmeerzeugungsabschnitt 22, der durch Zuführen von Strom
gemäß vorstehender Beschreibung erregt wird, erzeugt Wärme,
sodass der Kraftstoff (leichtes Öl), der sich in der
Verbrennungskammer befindet, verbrannt wird, wobei das
Motorkühlwasser des dieselbetriebenen Fahrzeugs durch die
Verbrennungshitze aufgewärmt wird.
Bei der keramischen Heizeinrichtung gemäß diesem Ausfüh
rungsbeispiel ist das Abstandsstück 60 mit einer kleineren
Wärmeleitfähigkeit als das Gehäuse 10 zwischen dem Ring 30
und dem Gehäuse 10 zwischengefügt, wobei folglich Wärme,
die durch den Wärmeerzeugungsabschnitt 22 erzeugt wurde
oder innerhalb der Verbrennungskammer der Verbren
nungsheizeinrichtung erzeugt wurde, nicht auf den Ring 30
direkt von dem Gehäuse 10 übertragen wird. Da das
Abstandsstück 60 eine kleinere Wärmeleitfähigkeit besitzt
als das Gehäuse 10 wird folglich eine Wärmeleitung von dem
Gehäuse 10 zu dem Ring 30 unterdrückt. Als ein Ergebnis
hiervon wird ein Beabstanden bzw. ein Abreißen eines
Leitungskabels 23 von dem daran angeschlossenen Ring 30
beispielsweise durch thermische Spannungen verhindert.
Durch Einsetzen des Rings 30 in bzw. auf das keramische
Wärmeerzeugungsbauteil 20 soweit, bis es mit dem
Abstandsstück 60 in Kontakt kommt, welches mit dem Gehäuse
10 in Kontakt gehalten wird, kann der Ring 30 darüber
hinaus in Position an dem exponierten Abschnitt des
Leitungskabels 23 gehalten werden. Wie vorstehend ausge
führt wurde, kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Ring
30 sowie das keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20 in
einfacher Weise in Position gehalten werden, wenn der Ring
30 in bzw. auf das keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20
gesetzt wird, während gleichzeitig ermöglicht wird, eine
Konfiguration zu realisieren, wonach der Ring 30 sowie das
Gehäuse 10 nicht in direktem Kontakt miteinander stehen.
Bei der keramischen Heizeinrichtung 100 gemäß der Fig. 2
hat das Abstandsstück 60 eine ringförmige Gestalt, um das
Einsetzen des anderen Endes 20b des keramischen Wärme
erzeugungsbauteils 20 zu ermöglichen. Aus diesem Grunde
kann das Abstandsstück 60 in einfacher Weise auf den kera
mischen Wärmeerzeugungsbauteil 20 durch dessen Aufpassen
von dem Ende 20b aus montiert werden.
Bei der keramischen Heizeinrichtung 100 gemäß der Fig. 2
ist der zu der anderen Endfläche hin geöffnete Hohlraum
abschnitt 10c in dem Gehäuse 10 ausgeformt, wobei das
Abstandsstück 60 in Kontakt mit dem Gehäuse 10 derart
angeordnet ist, dass es die Öffnung des Hohlraumabschnitts
10c abdeckt. Aus diesem Grunde kann der Kontaktbereich
zwischen dem Abstandsstück und dem Gehäuse 10 um einen
Betrag reduziert werden, entsprechend dem Hohlraumabschnitt
10c, der in dem Kontaktabschnitt zwischen dem
Abstandsstücks 60 und dem Gehäuse 10 ausgebildet ist.
Folglich kann der Betrag an Wärme, der vom Gehäuse 10 auf
das Abstandsstück 60 übertragen wird, reduziert werden.
Modifikationen der Konfiguration (Form und Ausführung) des
Abstandsstücks 60 der keramische Heizeinrichtung gemäß
diesem Ausführungsbeispiel sind in den Fig. 4a bis 4c
sowie 5a und 5b dargestellt. Die Fig. 4a bis 4c sind
Schnittansichten, die in vergrößerter Form schematisch den
Nachbarschaftsbereich des Abstandsstücks 60 darstellen,
wobei die Fig. 4a eine erste Modifikation zeigt, die Fig.
4b eine zweite Modifikation zeigt und die Fig. 4c eine
dritte Modifikation zeigt. Die Fig. 5a und 5b zeigen
eine vierte Modifikation, wobei die Fig. 5a eine Vogel
perspektive einer Endfläche des Endabschnitts 10b des
Gehäuses 10 darstellt und die Fig. 5b eine Schnittansicht
einer Konfiguration des Abstandsstücks 60 entlang der Linie
A-A gemäß der Fig. 5a darstellt. Die Röhre oder Hülse 50
ist in den Fig. 4a bis 4c sowie 5a und 5b nicht
dargestellt.
Bei der ersten Modifikation gemäß der Fig. 4a ist das
Gehäuse 10 nicht mit einem Hohlraumabschnitt für das
Reduzieren des Kontaktbereichs zwischen dem Abstandsstück
und dem Gehäuse 10 ausgeformt, sondern das Abstandsstück 60
ist derart angeordnet, dass es mit der Endfläche des
anderen Endes 10b des Gehäuses 10 in Kontakt steht. Als ein
Ergebnis hiervon besteht keine Notwendigkeit für das
Ausbilden des Hohlraumabschnitts, wobei folglich die
spanabhebende Fertigungsarbeit für das Gehäuse 10 durch das
Fehlen des Hohlraumabschnitts vereinfacht wird.
Bei der zweiten Modifikation gemäß Fig. 4c ist der
diametrale Bereich des ringförmigen Abstandsstücks 60 nicht
rechtwinklig, wie in der Fig. 2 dargestellt wird, sondern
im wesentlichen kreisförmig. Als ein Ergebnis hiervon kann
der Kontaktbereich zwischen dem Abstandsstück 60, dem
keramischen Wärmeerzeugungsbauteil 20 sowie dem Gehäuse 10
über das Maß der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform
reduziert werden, um die Wärmeübertragung von dem Gehäuse
10 auf das Abstandsstück 60 und das keramische Wärme
erzeugungsbauteil 20 weiter zu reduzieren.
Bei der dritten Modifikation gemäß der Fig. 4b wird
andererseits das Abstandsstück 60 teilweise von dem
Hohlraumabschnitt 10c des Gehäuses 10 verlängert und ist
somit größer als jenes gemäß der Fig. 2. Als ein Ergebnis
hiervon wird der durch das Abstandsstück 60 erzielbare
Effekt, welcher eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzt, im
Vergleich zur Ausführungsform gemäß Fig. 2 vergrößert,
sodass die Wärmeübertragung von dem Abstandsstück 60 auf
den Ring 30 weiter reduziert wird.
Bei der vierten Modifikation gemäß der Fig. 5a, 5b ist
der Hohlraumabschnitt 10c, der in dem Gehäuse 10 ausgeformt
ist, nicht ringförmig und nicht über die gesamte Peripherie
ausgebildet, sondern lediglich teilweise (in 3 Teile im dar
gestellten Fall) entlang der Peripherie des keramischen
Wärmeerzeugungsbauteils 20 im Unterschied zur Ausführungs
form gemäß der Fig. 2 ausgebildet. Auch in diesem Fall kann
der Kontaktbereich zwischen dem Abstandsstück 60 und dem
Gehäuse 10 um einen Betrag reduziert werden, der dem Hohl
raumabschnitt 10c entspricht, welcher in dem besonderen
Kontaktbereich ausgebildet ist, wobei folglich die Wärme
übertragung von dem Gehäuse 10 auf das Abstandsstück 60
reduziert werden kann. Darüber hinaus muss der Hohlraum
abschnitt 10c nicht derart ausgeformt werden, dass die
innere periphere Fläche des Hexagonalabschnitts 12 von der
äußeren peripheren Fläche des keramischen Wärmeerzeugungs
bauteils 20 beabstandet wird, sondern kann als ein Rück
sprung an der Endfläche 10b des Gehäuses 10 ausgeformt sein.
Das Abstandsstück 60 muss keine ringförmige Gestalt auf
weisen, sondern kann in einer solchen Position angeordnet
sein, dass es die äußere periphere Fläche des keramischen
Wärmeerzeugungsbauteils 20 zwischen sich aufnimmt und kann
auch jedwede Form wie beispielsweise halbkreisförmig,
hufeisenförmig, U-förmig oder V-förmig aufweisen, solange
es zwischengefügt werden kann und dafür verwendet werden
kann, die zwei Bauteile 10 und 30 zu berühren. Darüber
hinaus kann das Abstandsstück 60 die Form eines Kreises
haben, welches in eine Mehrzahl von Teilen segmentiert ist.
Das Abstandsstück 60 kann entweder leitfähig oder nicht
leitfähig ausgebildet sein.
Nachfolgend wird eine Beschreibung eines Montageverfahrens
für die keramische Heizeinrichtung 100 auf dem Körper
(Träger) 20 der Verbrennungsheizeinrichtung gegeben.
Zuerst wird die keramische Heizeinrichtung 100 in das Loch
201 des Körpers 200 von dessen einem Ende 20a aus einge
setzt. Bei diesem Prozess wird der Hexagonalabschnitt 12
des Gehäuses 10 gedreht, während es eingesetzt wird und
zwar unter Verwendung eines Einspannvorrichtungs-artigen
Schraubenschlüssels, indem das Außengewinde (Einsatz) 11
des Gehäuses 10 in das Innengewinde 201b des Lochs 201
eingedreht wird.
Sobald der Hexagonalabschnitt 12 des Gehäuses 10 soweit
eingesetzt ist, bis der Dichtungsabschnitt 13 des Gehäuses
10 mit dem konischen Abschnitt 201a des Lochs 201 in Kon
takt kommt, ist die Montage der keramischen Heizeinrichtung
100 komplettiert. Nachdem das Gehäuse 10 der keramischen
Heizeinrichtung 100 in dem Loch 201 fixiert ist, pressen
die Kopplungskräfte zwischen den Gewinden 11, 201b den
Dichtungsabschnitt 13 in Einsetzrichtung in Kontakt mit dem
konischen Abschnitt 201a. Folglich wird der
Kontaktabschnitt zwischen den Teilen 13 und 201a zufrieden
stellend abgedichtet.
Bei der Montagestruktur gemäß der Fig. 1, wie sie vor
stehend beschrieben worden ist, wird der Wärmeerzeu
gungsabschnitt 22 der keramischen Heizeinrichtung 100 durch
Energiezufuhr aufgeheizt, wobei hieraus resultierende Wärme
dazu verwendet wird, leichtes Öl (Dieselöl) in der Verbren
nungsheizeinrichtung zu zünden. Die aus den Flammen gewon
nene Wärme, welche in der Verbrennungskammer 202 erzeugt
wird, wird als Wärmequelle für das Aufheizen des Motor
kühlwassers verwendet.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, nebenbei bemerkt,
das Außengewinde 11, welches den am Träger fixierbaren Ein
satz oder Armatur ausbildet, integral mit dem Gehäuse 10
ausgeformt, wobei folglich im Gegensatz zum Stand der
Technik ein unabhängiges zusätzliches Fixierungsteil nicht
erforderlich ist.
Wenn das Gehäuse 10 in dem Loch 201 fixiert wird, dann wird
der Dichtungsabschnitt 13 im Presskontakt mit dem konischen
Abschnitt 201a des Loches 201 gebracht, sodass der Kontakt
abschnitt abgedichtet wird, wodurch es nicht mehr notwendig
ist, ein unabhängiges Komponententeil für die Abdichtung
vorzusehen. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird folglich
die keramische Heizeinrichtung 100 bezüglich ihres Aufbaus
vereinfacht, wobei gleichzeitig eine höhere Dichtwirkung
mit dem Träger erzielt wird.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Abschnitt der
Leitungskabel (verbindende Leitungsabschnitte) 23, 24
entsprechend dem Dichtungsabschnitt 13 des Gehäuses 10 als
ein linearer Abschnitt mit einem im wesentlichen gleichen
Durchmesser ausgeformt, der sich von dem einen Ende 20a zu
dem anderen Ende 20b des keramischen Wärmeerzeugungs
bauteils 20 erstreckt. Der Grund für diese Konstruktion
wird nachfolgend beschrieben.
Der Druck, der in dem Kontaktpunkt zwischen dem konischen
Abschnitt 201a, der Bohrung 201 und dem Dichtungsabschnitt
13 des Gehäuses 10 erzeugt wird, wenn die keramische Heiz
einrichtung 100 fest in der Bohrung 201 montiert wird, wird
von dem Dichtungsabschnitt 13 des Gehäuses 10 aus in das
keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20 übertragen. Dieser
Druck, der in das keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20
übertragen wird, bewirkt, dass eine Spannung infolge des
Drucks in den Leitungskabeln 23, 24 erzeugt wird. Die line
are Konfiguration der Leitungskabel 23, 24 dient dazu, ein
Abtrennen (Abreißen) zu verhindern, welches ansonsten
infolge der hierbei auftretenden Spannungen bewirkt werden
könnte.
Die Fig. 8 ist ein Modelldiagramm, welches den inneren
Aufbau einer konventionellen keramischen Heizeinrichtung
gemäß der Fig. 9 darstellt. In Fig. 8 bezeichnet das
Bezugszeichen J10 ein Heizkabel (elektrisches Heizkabel),
das einen Wärmeerzeugungsabschnitt ausbildet, J11 ein
Spiralleitungskabel, welches einen Verbindungsleitungs
abschnitt ausbildet und J12 ein gerade verlaufendes
Leitungskabel für das Verbinden des Leitungskabels J11 über
die Ringe J13 und J14 zu dem Leitungskabel J3. All diese
Bestandteile werden in isolierender Weise in dem kerami
schen Wärmeerzeugungsbauteil J1 gehalten.
Es wird angenommen, dass die Leitungskabel des keramischen
Wärmeerzeugungsbauteils gemäß diesem Ausführungsbeispiel
spiralförmig ähnlich zu dem Leitungskabel J11 gemäß der
Fig. 8 sind. Die Spannung infolge des Drucks wird
bevorzugt an dem Krümmungsabschnitt konzentriert, wodurch
öfters ein Abtrennen bewirkt wird. Gemäß diesem
Ausführungsbeispiel macht es die Linearkonfiguration der
Leitungskabel 23, 24 schwierig, dass sie durch die
auftretende Spannung getrennt bzw. abgerissen werden, wobei
folglich ein Abtrennen verhindert werden kann.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das äußere Gewinde
11, welches dafür vorgesehen ist, mit der inneren Fläche
der Bohrung 201 gekoppelt zu werden, als ein Einsatz gemäß
der Erfindung verwendet. Durch die Schraubenverbindung kann
in einfacher Weise die gewünschte Presskraft für ein
Abdichten des konischen Abschnitts 201a des Lochs 201 und
des Dichtungsabschnitts 13 des Gehäuses 10 durch Einstellen
der Umdrehungen des Gewindes (des Rotationsgrades des
Hexagonalabschnitts 12) gewährleistet werden.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind das Gehäuse 10 und
das keramische Wärmeerzeugungsbauteil 20 durch ein
Kopplungsmaterial wie beispielsweise der Beschichtung oder
das Hartlotmaterial gemäß vorstehender Beschreibung oder
der Glasbeschichtung miteinander gekoppelt, wodurch eine
einfache Kopplungsstruktur ermöglicht wird.
Erste und zweite Beispiele für eine Montagestruktur einer
keramischen Heizeinrichtung 100' gemäß einem zweiten Aus
führungsbeispiel der Erfindung sind schematisch in den
Schnittansichten der Fig. 6 und 7 jeweils dargestellt.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß vorstehender
Beschreibung sind der konische Dichtungsabschnitt 13 sowie
das Außengewinde (Einsatz), welches dafür vorgesehen ist,
fest in dem Loch 201 montiert zu werden, einstückig an der
äußeren peripheren Fläche des Gehäuses 10 ausgeformt.
Erfindungsgemäß ist das Innengewinde 201b entsprechend dem
Außengewinde 11 des Gehäuses 10 jedoch nicht der vorstehend
beschriebene konische Abschnitt im Gegensatz hierzu an der
inneren Wandfläche der Bohrung 201 des Körpers 200 der Ver
brennungsheizeinrichtung ausgeformt. Der Dichtungsabschnitt
gemäß vorstehender Beschreibung ist nicht zwischen dem
Außengewinde 11 und dem Hexagonalabschnitt 12 an der
äußeren Peripherie des Gehäuses 10 ausgebildet. Statt
dessen sind Dichtungen (Dichtungseinrichtungen) 70, 71
unabhängig von dem Gehäuse 10 montiert. Diese Sachverhalte
sind unterschiedlich zu dem ersten Beispiel, während die
übrige Konfiguration der keramische Heizeinrichtung 100'
gemäß diesem Ausführungsbeispiel die gleiche ist, wie jene
der keramische Heizeinrichtung 100. Die unterschiedlichen
Sachverhalte werden nachfolgend erläutert.
Das erste Beispiel gemäß der Fig. 6 verwendet eine ring
förmige Metalldichtung 70, wobei das zweite Beispiel gemäß
Fig. 7 eine ringförmige Kunstharzdichtung 71 verwendet.
Die Kunstharzdichtung 71 hat eine Gummidichtung. Die
Dichtungen 70, 71 werden in das Gehäuse 10 eingesetzt. Ein
Halter 14 mit einem größeren äußeren Durchmesser als der
innere Durchmesser der Dichtungen 70, 71 ist an der äußeren
peripheren Fläche des Gehäuses 10 oberhalb der Dichtungen
70, 71 ausgeformt. Durch die schraubende Kupplung des
Außengewindes 11 und des Innengewindes 201b wird das
Gehäuse 10 der keramischen Heizeinrichtung 100' in der
Bohrung 201 des Körpers 200 fixiert. Gleichzeitig werden
die Dichtungen 70, 71 in Presskontakt mit der Öffnungskante
der Bohrung 201 durch den Halter 14 gebracht. Wenn das
Gehäuse 10 in der Bohrung 201 in dieser Weise fixiert wird,
werden die Dichtungen 70, 71 in Kontakt mit der Bohrung 201
gebracht, um diese zu schließen, sodass der Kontakt
abschnitt zwischen den Dichtungen 70, 71 und der Bohrung
201 abgedichtet ist.
Beim Montieren der keramische Heizeinrichtung 100' an dem
Körper (Träger) 200 der Verbrennungsheizeinrichtung werden
die Dichtungen 70, 71 in dem Gehäuse 10 aufgepasst, worauf
die keramische Heizeinrichtung 100' eingesetzt wird, wäh
rend das Außengewinde 11 in das Innengewinde 201b innerhalb
der Bohrung 201 des Körpers 200 eingeschraubt wird.
Gemäß diesem Beispiel ist das Außengewinde (Einsatz) 11,
der dafür vorgesehen ist, in der Bohrung 201 des Körpers
200 der Verbrennungsheizeinrichtung eingesetzt zu werden,
einstückig mit dem Gehäuse 10 ausgeformt. Aus diesem Grunde
ist ein unabhängiges Fixierteil entgegen dem Stand der
Technik nicht erforderlich. Wenn das Gehäuse 10 in der
Bohrung 201 fixiert wird, dann werden die Dichtungen
(Dichtungseinrichtung) 70, 71 in Kontakt mit der Bohrung
201 gebracht um diese zu schließen, sodass der Kontakt
abschnitt dazwischen abgedichtet wird. Als ein Ergebnis
hiervon wird eine keramische Heizeinrichtung mit einfacher
Konfiguration geschaffen, die eine höhere Dichtwirkung mit
dem Träger erreicht. Das Dichtungsmittel kann beispiels
weise ein O-Ring sein. Gemäß den ersten und zweiten unmit
telbar vorstehend beschriebenen Beispielen ist weder ein
konischer Abschnitt in der Bohrung 201 noch ein Dichtungs
abschnitt an dem Gehäuse 10 ausgeformt. Wie im ersten
Ausführungsbeispiel jedoch vorgesehen ist, kann sowohl der
konische Abschnitt als auch der Dichtungsabschnitt
vorgesehen werden. In anderen Worten ausgedrückt, kann das
zweite Ausführungsbeispiel (erstes und zweites Beispiel)
mit dem ersten Ausführungsbeispiel kombiniert werden.
Als Einsatz gemäß der Erfindung kann ein Teil der äußeren
Peripherie des Gehäuses 10 mit einem elastischen Bauteil
aus hitzebeständigem Gummi oder ähnlichem konfiguriert
werden, wobei das elastische Bauteil unter einem bestimmten
Druck in die Bohrung 201 eingesetzt wir, sodass das Gehäuse
10 in der Bohrung 201 unter Verwendung der Elastizität des
elastischen Bauteils fixiert wird.
Erfindungsgemäß ist eine keramische Heizeinrichtung vorge
sehen mit einem keramischen Wärmeerzeugungsbauteil unter
anderem bestehend aus einem Wärmeerzeugungsabschnitt an
einem Ende und zumindest einem Energieleitungsabschnitt,
der elektrisch an das andere Ende angeschlossen ist, und
mit einem Gehäuse, das an die äußere periphere Fläche des
keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angekoppelt ist und
dieses abdeckt, wobei ein Ende des keramischen Wärmeerzeu
gungsbauteils von einem Ende des Gehäuses vorragt, während
das andere Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von
dem anderen Ende des Gehäuses vorragt, wobei die Konfi
guration des Gehäuses sowie des Trägers gemäß dem vorste
hend beschriebenen Ausführungsbeispiel die wesentlichen
Bestandteile der Erfindung darstellen und wobei folglich
die Gestaltung der übrigen Bestandteile in geeigneter Weise
modifiziert werden können.
Die keramische Heizeinrichtung gemäß der Erfindung kann für
eine Glühkerze als eine Vorverbrennungs-Heizquelle ver
wendet werden, welche in der Hilfsverbrennungskammer des
Dieselmotors zusätzlich zu der Zündquelle der Verbrennungs
heizeinrichtung montiert ist. Insbesondere ist die vor
liegende Erfindung anwendbar bei jedweder keramischen Heiz
einrichtung, die dafür vorgesehen ist, derart montiert zu
werden, dass sie in einen Träger mit einer entsprechenden
Bohrung eingesetzt wird.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die spezifischen
Ausführungsbeispiele lediglich zum Zwecke der Illustration
beschrieben wurde, soll es für den Fachmann ersichtlich
sein, dass natürlich auch zahlreiche Modifikationen von
einem Fachmann durchführbar sind, ohne dass hierdurch von
dem Grundkonzept und dem Umfang der Erfindung gemäß
anliegender Ansprüche abgewichen wird.
Claims (15)
1. Keramische Heizeinrichtung, die dafür vorgesehen ist,
durch Einsetzen in eine Bohrung (201) eines Trägers (200)
montiert zu werden, welche mit einem konischen Abschnitt
(201a) ausgeformt ist, deren Innendurchmesser sich in
Einsetzrichtung fortlaufend verringert, mit
einem keramischen Wärmeerzeugungsbauteil (20), das einen Wärmeerzeugungsabschnitt (22) hat, der elektrisch an einem Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen ist für das Erzeugen von Wärme durch Zufuhr von Energie und das ferner zumindest einen Energieleitungsabschnitt (40, 41) hat, der elektrisch an dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils für ein Zuführen von Energie zu dem Wärmeerzeugungsabschnitt angeschlossen ist und
einem Gehäuse (10), das and die äußere periphere Fläche des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen ist und das keramische Wärmeerzeugungsbauteil derart abdeckt, dass das eine Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von einem Ende des Gehäuses vorragt und das andere Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von dem anderen Ende des Gehäuses vorragt, dadurch gekennzeichnet, dass ein konischer Dichtungsabschnitt (13) entsprechend dem konischen Abschnitt der Bohrung des Trägers sowie ein Einsatz (11) der dafür vorgesehen ist, fest in der Bohrung montiert zu werden, einstückig an der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses ausgebildet sind und dass dann, wenn das Gehäuse in der Bohrung durch den Einsatz fixiert wird, der Dichtungsabschnitt in Presskontakt mit dem konischen Abschnitt bringbar ist.
einem keramischen Wärmeerzeugungsbauteil (20), das einen Wärmeerzeugungsabschnitt (22) hat, der elektrisch an einem Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen ist für das Erzeugen von Wärme durch Zufuhr von Energie und das ferner zumindest einen Energieleitungsabschnitt (40, 41) hat, der elektrisch an dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils für ein Zuführen von Energie zu dem Wärmeerzeugungsabschnitt angeschlossen ist und
einem Gehäuse (10), das and die äußere periphere Fläche des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen ist und das keramische Wärmeerzeugungsbauteil derart abdeckt, dass das eine Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von einem Ende des Gehäuses vorragt und das andere Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von dem anderen Ende des Gehäuses vorragt, dadurch gekennzeichnet, dass ein konischer Dichtungsabschnitt (13) entsprechend dem konischen Abschnitt der Bohrung des Trägers sowie ein Einsatz (11) der dafür vorgesehen ist, fest in der Bohrung montiert zu werden, einstückig an der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses ausgebildet sind und dass dann, wenn das Gehäuse in der Bohrung durch den Einsatz fixiert wird, der Dichtungsabschnitt in Presskontakt mit dem konischen Abschnitt bringbar ist.
2. Keramische Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass
das keramische Wärmeerzeugungsbauteil (20) Anschlussleitungsabschnitte (23, 24) hat, bestehend aus einem leitfähigen Kabelmaterial für das elektrische Verbinden des Wärmeerzeugungsabschnitts (22) und der Energieleitungsabschnitte (40, 41) und dass
jener Abschnitt der Verbindungsleitungsabschnitte, welcher an einer Position entsprechend dem Dichtungsabschnitt (13) des Gehäuses angeordnet ist, einen linearen Abschnitt mit im wesentlichen dem gleichen Durchmesser ausbildet, der sich von einem Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils zu dessen anderem Ende erstreckt.
das keramische Wärmeerzeugungsbauteil (20) Anschlussleitungsabschnitte (23, 24) hat, bestehend aus einem leitfähigen Kabelmaterial für das elektrische Verbinden des Wärmeerzeugungsabschnitts (22) und der Energieleitungsabschnitte (40, 41) und dass
jener Abschnitt der Verbindungsleitungsabschnitte, welcher an einer Position entsprechend dem Dichtungsabschnitt (13) des Gehäuses angeordnet ist, einen linearen Abschnitt mit im wesentlichen dem gleichen Durchmesser ausbildet, der sich von einem Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils zu dessen anderem Ende erstreckt.
3. Keramische Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Einsatz (11) an einer Position angeordnet ist, die
näher zu dem einen Ende des Gehäuses liegt, als der
Dichtungsabschnitt (13) an dem Gehäuse (10).
4. Keramische Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der Einsatz (11) die Form eines Gewindes hat, das dafür
vorgesehen ist, in die Bohrung (201) des Trägers (200)
eingeschraubt zu werden.
5. Keramische Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Oberflächenrauhigkeit der Oberfläche des
Dichtungsabschnitts (13) des Gehäuses, welcher mit dem
konischen Abschnitt (201a) der Bohrung (201) in Kontakt
ist, nicht mehr als 25Z beträgt.
6. Keramische Heizeinrichtung mit folgenden Teilen:
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil (20) mit einem Wärmeerzeugungsabschnitt (22), an dessen einem Ende für das Erzeugen von Wärme mittels einer zu diesem geleiteten Energie und mit Energieleitungsabschnitten (23, 24), die sich von dem Wärmeerzeugungsabschnitt aus zu dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils erstrecken, ein ringförmiges Elektrodenmontierbauteil (30), welches dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils ermöglicht, darin eingesetzt zu werden und welches elektrisch an ein Teil der Leitungsabschnitte angeschlossen ist und
ein Gehäuse (10) für das Schützen des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils, derart, dass ein Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von einem Ende des Gehäuses vorragt und das Elektrodenmontierbauteil von dem anderen Ende des Gehäuses vorragt, wobei ein Abstandsstück (60) mit kleinerer Wärmeleitfähigkeit als das Gehäuse zwischen das Elektrodenmontierbauteil und das Gehäuse zwischengefügt ist und wobei das Abstandsstück in Kontakt mit dem Elektrodenmontierbauteil und dem Gehäuse steht.
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil (20) mit einem Wärmeerzeugungsabschnitt (22), an dessen einem Ende für das Erzeugen von Wärme mittels einer zu diesem geleiteten Energie und mit Energieleitungsabschnitten (23, 24), die sich von dem Wärmeerzeugungsabschnitt aus zu dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils erstrecken, ein ringförmiges Elektrodenmontierbauteil (30), welches dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils ermöglicht, darin eingesetzt zu werden und welches elektrisch an ein Teil der Leitungsabschnitte angeschlossen ist und
ein Gehäuse (10) für das Schützen des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils, derart, dass ein Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von einem Ende des Gehäuses vorragt und das Elektrodenmontierbauteil von dem anderen Ende des Gehäuses vorragt, wobei ein Abstandsstück (60) mit kleinerer Wärmeleitfähigkeit als das Gehäuse zwischen das Elektrodenmontierbauteil und das Gehäuse zwischengefügt ist und wobei das Abstandsstück in Kontakt mit dem Elektrodenmontierbauteil und dem Gehäuse steht.
7. Keramische Heizeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Abstandsstück (60), in welches das andere Ende des
keramischen Wärmeerzeugungsbauteils (20) einsetzbar ist,
eine ringförmige Gestalt hat.
8. Keramische Heizeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Abstandsstück (60) einen im wesentlichen kreisförmigen
diametrischen Bereich hat.
9. Keramische Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 6
bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (10) mit einem Hohlraumabschnitt (10c) ausgeformt ist, der sich zu der Endfläche des anderen Endes hin öffnet, und dass
das Abstandsstück (60) mit dem Gehäuse derart in Kontakt ist, dass es die Öffnung des Hohlraumabschnitts abdeckt.
das Gehäuse (10) mit einem Hohlraumabschnitt (10c) ausgeformt ist, der sich zu der Endfläche des anderen Endes hin öffnet, und dass
das Abstandsstück (60) mit dem Gehäuse derart in Kontakt ist, dass es die Öffnung des Hohlraumabschnitts abdeckt.
10. Keramische Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 6
bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (10) aus einem hitzebeständigen Metall und das
Abstandsstück (60) aus Keramik besteht.
11. Keramische Heizeinrichtung, die dafür vorgesehen ist,
in eine Bohrung (201) eines Trägers (200) eingesetzt zu
werden und die aus folgenden Teilen besteht:
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil (20), das einen Wärmeerzeugungsabschnitt (22) hat, der an einem Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils ausgeformt ist für das Erzeugen von Wärme durch Zufuhr von Energie und ferner Energieleitungsabschnitte (40, 41) hat, die elektrisch an dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen sind für das Zuführen von Energie zu dem Wärmeerzeugungsabschnitt
ein Gehäuse (10), das an die äußere periphere Fläche des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen ist für ein Abdecken des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils, derart, dass das eine Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von einem Ende des Gehäuses vorragt und das andere Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von dem anderen Ende des Gehäuses vorragt,
ein Einsatz (11), der an der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses ausgeformt ist und dafür vorgesehen ist, in die Bohrung fest eingesetzt zu werden und
eine unabhängige Dichtungseinrichtung (10, 71), die an der äußeren Peripherie des Gehäuses montiert ist, wobei die Dichtungseinrichtung in Kontakt mit der Bohrung bringbar ist, derart, dass die Bohrung durch die Kraft verschließbar ist, die entsteht, wenn das Gehäuse fest in der Bohrung durch den Einsatz fixiert wird.
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil (20), das einen Wärmeerzeugungsabschnitt (22) hat, der an einem Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils ausgeformt ist für das Erzeugen von Wärme durch Zufuhr von Energie und ferner Energieleitungsabschnitte (40, 41) hat, die elektrisch an dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen sind für das Zuführen von Energie zu dem Wärmeerzeugungsabschnitt
ein Gehäuse (10), das an die äußere periphere Fläche des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen ist für ein Abdecken des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils, derart, dass das eine Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von einem Ende des Gehäuses vorragt und das andere Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von dem anderen Ende des Gehäuses vorragt,
ein Einsatz (11), der an der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses ausgeformt ist und dafür vorgesehen ist, in die Bohrung fest eingesetzt zu werden und
eine unabhängige Dichtungseinrichtung (10, 71), die an der äußeren Peripherie des Gehäuses montiert ist, wobei die Dichtungseinrichtung in Kontakt mit der Bohrung bringbar ist, derart, dass die Bohrung durch die Kraft verschließbar ist, die entsteht, wenn das Gehäuse fest in der Bohrung durch den Einsatz fixiert wird.
12. Keramische Heizeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, dass
die Dichtungseinrichtung (70, 71) eine Dichtung oder einen
O-Ring hat.
13. Keramische Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (10) durch eine Beschichtung oder ein
Lotmaterial, welches auf der äußeren peripheren Fläche des
keramischen Wärmeerzeugungsbauteils (20) ausgeformt ist,
gekoppelt ist.
14. Keramische Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gehäuse (10) durch Glas gekoppelt ist, welches auf die
äußere periphere Fläche des keramischen
Wärmeerzeugungsbauteils (20) aufgetragen ist.
15. Keramische Heizeinrichtungsmontagestruktur mit einer
keramischen Heizeinrichtung (100') und einem Träger (20)
auf welchem die keramische Heizeinrichtung montierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die keramische Heizeinrichtung folgende Elemente hat;
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil (20) mit einem Wärmeerzeugungsabschnitt (22), der an einem Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils für das Erzeugen von Wärme durch Zufuhr von Energie ausgeformt ist und mit Energieleitungsabschnitten (40, 41), die elektrisch an dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen sind für ein Zuführen von Energie zu dem Wärmeerzeugungsabschnitt und
ein Gehäuse (10), das an der äußeren peripheren Fläche des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils gekoppelt ist für ein Abdecken des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils, derart, dass das eine Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von einem Ende des Gehäuses vorragt und das andere Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von dem anderen Ende des Gehäuses vorragt, wobei
der Träger eine Bohrung (201) hat, in welche die keramische Heizeinrichtung einsetzbar ist, wobei die innere Wandfläche der Bohrung mit einem konischen Abschnitt (201a) ausgeformt ist, an welchem der Durchmesser der Bohrung sich fortlaufend in die Richtung verringert, in welcher die keramische Heizeinrichtung einsetzbar ist, wobei ein Dichtungsabschnitt (13) mit einem konischen Abschnitt entsprechend dem konischen Abschnitt der Bohrung und ein Einsatz (11), der dafür vorgesehen ist, in der Bohrung fixiert zu werden, einstückig miteinander an der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses ausgeformt sind und wobei die keramische Heizeinrichtung in die Bohrung einsetzbar ist und das Gehäuse in der Bohrung durch den Einsatz bzw. die Armatur derart fixierbar ist, dass der Dichtungsabschnitt im Presskontakt mit dem konischen Abschnitt bringbar ist wodurch der Kontaktbereich zwischen dem Dichtungsabschnitt und dem konischen Abschnitt abgedichtet wird.
die keramische Heizeinrichtung folgende Elemente hat;
ein keramisches Wärmeerzeugungsbauteil (20) mit einem Wärmeerzeugungsabschnitt (22), der an einem Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils für das Erzeugen von Wärme durch Zufuhr von Energie ausgeformt ist und mit Energieleitungsabschnitten (40, 41), die elektrisch an dem anderen Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils angeschlossen sind für ein Zuführen von Energie zu dem Wärmeerzeugungsabschnitt und
ein Gehäuse (10), das an der äußeren peripheren Fläche des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils gekoppelt ist für ein Abdecken des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils, derart, dass das eine Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von einem Ende des Gehäuses vorragt und das andere Ende des keramischen Wärmeerzeugungsbauteils von dem anderen Ende des Gehäuses vorragt, wobei
der Träger eine Bohrung (201) hat, in welche die keramische Heizeinrichtung einsetzbar ist, wobei die innere Wandfläche der Bohrung mit einem konischen Abschnitt (201a) ausgeformt ist, an welchem der Durchmesser der Bohrung sich fortlaufend in die Richtung verringert, in welcher die keramische Heizeinrichtung einsetzbar ist, wobei ein Dichtungsabschnitt (13) mit einem konischen Abschnitt entsprechend dem konischen Abschnitt der Bohrung und ein Einsatz (11), der dafür vorgesehen ist, in der Bohrung fixiert zu werden, einstückig miteinander an der äußeren peripheren Fläche des Gehäuses ausgeformt sind und wobei die keramische Heizeinrichtung in die Bohrung einsetzbar ist und das Gehäuse in der Bohrung durch den Einsatz bzw. die Armatur derart fixierbar ist, dass der Dichtungsabschnitt im Presskontakt mit dem konischen Abschnitt bringbar ist wodurch der Kontaktbereich zwischen dem Dichtungsabschnitt und dem konischen Abschnitt abgedichtet wird.
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