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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Glühkerze zum Vorheizen eines
Dieselmotors oder ähnlichem
sowie ein Verfahren zum Herstellen derselben.
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Eine
Glühkerze
wird in weiter Verbreitung zum Vorheizen eines Dieselmotors oder ähnlichem unter
Verwendung eines Stiftheizers verwendet. Die Glühkerze umfasst ein zylindrisches
Metallgehäuse mit
einer Axialbohrung, die sich durch das Metallgehäuse in einer Axialrichtung
des Metallgehäuses
erstreckt, sowie einen Stiftheizer, der derart in der Axialbohrung
aufgenommen ist, dass ein Spitzenendteil des Stiftheizers von einem
vorderen Ende des Metallgehäuses
vorsteht.
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Der
Stiftheizer umfasst: ein Hüllrohr
aus Metall mit einem geschlossenen vorderen Endteil; ein Spulenglied,
das in dem Metallhüllrohr
aufgenommen ist, wobei das vordere Ende des Spulenglieds mit dem
geschlossenen vorderen Endteil verbunden ist; ein Isolationspulver,
das in das Hüllrohr
eingefüllt ist;
und einen Anschlussstift, der mit dem hinteren Ende des Spulenglieds
verbunden ist. Weiterhin ist ein hinterer Teil des Hüllrohrs
in einem Verbindungsteil der Axialbohrung des Metallgehäuses durch
eine Presspassung derart fixiert, dass der Spitzenteil des Stiftheizers
von dem Metallgehäuse
vorsteht (siehe z.B. das Patentdokument 1).
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Die
Glühkerze
wird in einem Dieselmotor montiert, wobei der Spitzenendteil des
Stiftheizers in eine Verbrennungskammer vorsteht. Die Verbrennungskammer
wird vor dem Starten des Motors durch den Stiftheizer vorgeheizt.
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[Patentdokument
1] Offen gelegte japanische Patentanmeldung (kokai) Nr. 2003-51371
(entspricht
EP1262716A2 ).
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In
den letzten Jahren ist die Nachfrage nach Dieselmotoren gestiegen,
weil diese einen geringeren Kraftstoffverbrauch und einen geringeren
Kohlendioxidausstoß als
Benzinmotoren aufweisen, wobei der Anteil der Kraftfahrzeuge mit
Dieselmotoren stark gestiegen ist. Weil der Entwurf von Dieselmotoren
stetig verkleinert wird, muss der Wassermantel um die Glühkerze herum
weniger Raum einnehmen, sodass die Glühkerze unter Umständen nicht
vollständig
abgekühlt
wird. Daraus resultiert, dass die Glühkerze aufgrund der hohen Temperaturen
weich wird, was zu einem Problem führen kann, wenn die Verbindungskraft
zwischen dem Metallgehäuse
und dem Stiftheizer vermindert wird. Wenn ein übermäßiger Verbrennungsdruck unter
einer hohen Temperatur auf den Stiftheizer ausgeübt wird, kann der Stiftheizer
von einer vorbestimmten Position nach hinten verschoben werden oder
sogar aus dem Metallgehäuse
gedrückt
werden.
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Wie
in dem Patentdokument 1 gezeigt, ist aus dem Stand der Technik eine
Glühkerze
bekannt, in der ein Stiftheizer in einen Verbindungsteil eines Metallgehäuses pressgepasst
ist, wobei ein an dem Verbindungsteil fixierter Passteil gedichtet
ist.
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Die
Dichtung ist jedoch wahrscheinlich nicht stark genug, um zu verhindern,
dass der Stiftheizer durch einen Verbrennungsdruck oder ähnliches
aus dem Metallgehäuse
gedrückt
wird, insbesondere in einer Umgebung mit einer hohen Temperatur,
in der die Glühkerze
weich werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung nimmt auf die oben geschilderten Probleme
Bezug, wobei es eine Aufgabe der Erfindung ist, eine Glühkerze,
die verhindern kann, dass ein Stiftheizer aufgrund eines Verbrennungsdrucks
oder ähnlichem
herausgedrückt wird,
sowie weiterhin ein Verfahren zum Herstellen derselben anzugeben.
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Um
die oben genannte Aufgabe und andere Aufgaben zu lösen, umfasst
eine Glühkerze
gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung: einen Stiftheizer mit einem Spulenglied
und einem zylindrischen Hüllrohr,
wobei das zylindrische Hüllrohr
ein geschlossenes vorderes Ende aufweist und das Spulenglied aufnimmt;
und ein Metallgehäuse
mit einer Axialbohrung und einem Verbindungsteil, der von einer
Fläche
der Axialbohrung nach innen vorsteht. Der Stiftheizer umfasst: einen
Spitzenteil, der von einem vorderen Ende des Metallgehäuses vorsteht;
einen Passteil, der an dem Verbindungsteil des Metallgehäuses in der
Axialbohrung des Metallgehäuses
fixiert ist; einen ersten Teil mit großem Durchmesser, der zwischen
dem Spitzenteil und dem Passteil ausgebildet ist und einen Außendurchmesser
aufweist, der größer als
derjenige des Passteils ist; und einen ersten Schulterteil, der
zwischen dem ersten Teil mit großem Durchmesser und dem Passteil ausgebildet
ist, wobei der erste Schulterteil zu einem vorderen Stufenteil des
Verbindungsteils beabstandet ist.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung ist der erste Teil mit großem Durchmesser derart vorgesehen,
dass er den Schulterteil bildet, der von einem vorderen Stufenteil
des Verbindungsteils beabstandet ist. Weil der Schulterteil separat
zu dem Dichten durch den Verbindungsteil ausgebildet wird, kann
der Schulterteil so groß ausgebildet
werden, dass der Stiftheizer durch den Verbindungsteil des Metallgehäuses gehalten
wird.
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Wenn
das Hüllrohr
einem Umformungsprozess unterzogen wird, kann eine Variation in
der Länge
aufgrund einer Schrumpfung des Hüllrohrs
auftreten. Wenn also der erste Schulterteil in Kontakt mit dem vorderen
Stufenteil des Verbindungsteils ist, kann sich die Pressverbindungslast
wesentlich erhöhen,
wenn der erste Teil mit großem
Durchmesser in Kontakt mit dem vorderen Stufenteil ist. Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung kann jedoch eine Variation in der Presspasslänge sowie
der Presspasslast absorbiert werden.
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Um
diese Effekte sicherzustellen, liegt die Distanz zwischen dem ersten
Schulterteil des Hüllrohrs
und dem vorderen Stufenteil des Verbindungsteils vorzugsweise in
einem Bereich zwischen 0,3 mm und 1,5 mm.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung umfasst der Stiftheizer vorzugsweise
weiterhin: einen hinteren Endteil, der an der Seite des hinteren
Endes des Passteils vorgesehen ist und einen Außendurchmesser aufweist, der
kleiner als derjenige des Passteils ist; einen zweiten Schulterteil,
der zwischen dem hinteren Endteil und dem Passteil vorgesehen ist, wobei
ein Winkel θ1
und ein Winkel θ2
die Beziehung θ2 < θ1 erfüllen, wobei
der Winkel θ1
durch den ersten Schulterteil des Stiftheizers und die Achsenlinie des
Stiftheizers gebildet wird und wobei der Winkel θ2 durch den zweiten Schulterteil
des Stiftheizers und die Achsenlinie des Stiftheizers gebildet wird.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung wird der Stiftheizer aufgrund des zweiten Schulterteils problemlos
in den Verbindungsteil des Metallgehäuses pressgepasst und koaxial
mit dem Zentrum des Metallgehäuses
ausgerichtet, um eine Exzentrizität des Hüllrohrs zu verhindern. Wenn
der Winkel θ2
des zweiten Schulterteils dagegen so groß wie der Winkel θ1 des ersten
Schulterteils ist, unterstützt
der zweite Schulterteil das Einführen
des Stiftheizers nicht, sondern behindert es, weil er gegen den
vorderen Stufenteil des Verbindungsteils stößt. Wenn die Beziehung θ2 < θ1 erfüllt wird,
kann die dritte Schulter das Einführen des Stiftheizers unterstützen, während die
erste Schulter verhindern kann, dass der Stiftheizer nach hinten
gedrückt
wird.
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Um
eine Bewegung des Stiftheizers nach vorne zu verhindern, umfasst
der Stiftheizer vorzugsweise weiterhin einen zweiten Teil mit großem Durchmesser,
der zwischen dem Passteil und dem zweiten Schulterteil vorgesehen
ist und einen Außendurchmesser
aufweist, der größer als
derjenige des Passteils und größer als
derjenige des hinteren Endteils ist.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung erfüllen
ein Winkel θ3
und ein Winkel θ1
die Beziehung θ3 < θ1 <= 90°, wobei der
Winkel θ3
durch den vorderen Stufenteil des Verbindungsteils und die Achsenlinie
des Metallgehäuses
gebildet wird und wobei der Winkel θ1 durch den ersten Schulterteil des
Stiftheizers und die Achsenlinie des Stiftheizers gebildet wird.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung kann der Schulterteil des Stiftheizers einfacher
durch den ersten Stufenteil des Verbindungsteils erfasst werden.
Um einen besseren Effekt zu erzielen, erfüllen die Winkel θ3, θ1 vorzugsweise
die Beziehung 15° <= θ3 < θ1. Wenn
nämlich
die Winkel θ3, θ1 kleiner als
15 Grad sind, wird die Größe der Stufe
so klein, dass das Hüllrohr
nicht vollständig
vor einem Herausdrücken
geschützt
ist. Wenn die Winkel θ3, θ1 dagegen
in einer Unterschneidung mit etwa mehr als 90 Grad gebildet werden,
werden der Herstellungsprozess für
das Metallgehäuse
und das Hüllrohr
kompliziert, wodurch die Herstellungskosten für die Glühkerze erhöht werden. Deshalb ist ein
derartiger Winkel nicht wünschenswert.
Insbesondere erfüllt
der Winkel die Beziehung θ1 < 90°.
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Wenn
man den zweiten und den dritten Aspekt der Erfindung kombiniert,
erfüllen
die Winkel θ1, θ2 und θ3 die Beziehung θ2 < θ3 < θ1 < 90°. Weil der Winkel θ2 kleiner
als der Winkel θ3
ist, kann der zweite Schulterteil durch den vorderen Stufenteil
des Verbindungsteils hindurchgehen, wenn der Stiftheizer in das
Metallgehäuse
eingeführt
wird.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung umfasst der Stiftheizer weiterhin einen
Teil mit einem mittleren Durchmesser, der zwischen dem ersten Schulterteil
und dem Passteil vorgesehen ist und einen Außendurchmesser aufweist, der
kleiner als derjenige des ersten Teils mit großem Durchmesser und größer als
derjenige des Passteils ist, sowie einen dritten Schulterteil, der
zwischen dem Teil mit mittlerem Durchmesser und dem Passteil vorgesehen
ist.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung wirken der erste und der dritte Schulterteil
zusammen, um zu verhindern, dass sich der Stiftheizer nach hinten
bewegt, sodass der Stiftheizer an dem Verbindungsteil des Metallgehäuses fixiert
und an einer vorbestimmten Position gesichert werden kann.
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Um
zu verhindern, dass das Hüllrohr
aufgrund eines Verbrennungsdrucks oder ähnlichem nach hinten gedrückt wird,
ist die Differenz im Außendurchmesser
zwischen dem ersten Teil mit großem Durchmesser und dem Teil
mit mittlerem Durchmesser vorzugsweise größer als die Differenz im Außendurchmesser
zwischen dem Teil mit mittlerem Durchmesser und dem Passteil, die
durch eine Umformung bei der Presspassung verursacht wird.
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Die
Differenz im Außendurchmesser
zwischen dem Teil mit mittlerem Durchmesser und dem ersten Teil
mit großem
Durchmesser beträgt
vorzugsweise 0,02 mm oder mehr und besser 0,05 mm oder mehr, sodass
das Hüllrohr
effektiv davor beschützt werden
kann, herausgedrückt
zu werden. Wenn die Differenz in den Außendurchmessern dagegen größer als
1,00 mm ist, kann es schwierig sein, einen ausreichenden Zwischenraum
zwischen der Axialbohrung des Metallgehäuses und dem ersten Teil mit großem Durchmesser
vorzusehen. Deshalb fällt
die Differenz im Außendurchmesser
zwischen dem Teil mit mittlerem Durchmesser und dem ersten Teil
mit großem
Durchmesser vorzugsweise in einen Bereich zwischen 0,2 mm und 1,0
mm und besser in einen Bereich zwischen 0,05 und 1,00 mm.
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Gemäß dem fünften Aspekt
der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Glühkerze angegeben,
wobei die Glühkerze
umfasst: einen Stiftheizer mit einem Spulenglied und einem zylindrischen
Hüllrohr,
wobei das zylindrische Hüllglied
ein geschlossenes vorderes Ende aufweist und das Spulenglied aufnimmt;
und ein Metallgehäuse
mit einer Axialbohrung und einem Verbindungsteil, der von einer
Fläche
der Axialbohrung nach innen vorsteht. Das Verfahren umfasst folgende
Schritte: Ausbilden eines Metallgehäuses, das den Verbindungsteil
aufweist; Ausbilden eines Stiftheizers, der einen Teil mit großem Durchmesser,
einen Teil mit kleinem Durchmesser, dessen Außendurchmesser kleiner als
derjenige des Teils mit großem
Durchmesser ist, und einen Schulterteil aufweist, der zwischen dem
Teil mit großem
Durchmesser und dem Teil mit kleinem Durchmesser vorgesehen ist,
wobei der Teil mit kleinem Durchmesser eine Axiallänge aufweist,
die länger
als diejenige des Verbindungsteils ist; und Einführen des Teils mit kleinem
Durchmesser des Stiftheizers in den Verbindungsteil des Metallgehäuses, sodass
ein Teil des Teils mit kleinem Durchmesser durch den Verbindungsteil
in einem Zustand pressgepasst wird, in dem der Schulterteil von
einem vorderen Stufenteil des Verbindungsteils beabstandet ist.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung wird in dem Rohrausbildungsschritt vor dem
Einführungsschritt
der Teil mit großem
Durchmesser, dessen Außendurchmesser
größer als
derjenige des Teils mit kleinem Durchmesser ist, zuvor ausgebildet,
sodass ein Schulterteil, der eine Durchmesserdifferenz aufweist,
die relativ größer als
die durch den folgenden Presspassprozess verursachte Differenz in
dem Außendurchmesser
ist, ausgebildet werden kann.
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Weil
in dem Rohrausbildungsschritt das Hüllrohr allgemein einem Umformungsprozess
ausgesetzt wird, kann eine Variation in der Länge aufgrund einer Schrumpfung
des Hüllrohrs
entstehen. Wenn also der Teil mit großem Durchmesser zuvor an der Zwischenposition
zu dem vorderen Stufenteil des Verbindungsteils fixiert wird, kann
eine Variation in der Presspasslänge
und der Presspasslast absorbiert werden.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen
einer Glühkerze
angegeben, die umfasst: einen Stiftheizer mit einem Spulenglied
und einem zylindrischen Hüllrohr, wobei
das zylindrische Hüllglied
ein geschlossenes vorderes Ende aufweist und das Spulenglied aufnimmt;
und ein Metallgehäuse
mit einer Axialbohrung und einem Verbindungsteil, der von einer
Fläche
der Axialbohrung nach innen vorsteht. Das Verfahren umfasst folgende
Schritte: Ausbilden eines Metallgehäuses, das den Verbindungsteil
aufweist; und Ausbilden eines Stiftheizers, der umfasst: einen Teil
mit großem
Durchmesser, dessen Außendurchmesser größer als
der Innendurchmesser des Verbindungsteils ist; einen hinteren Endteil
mit einem Außendurchmesser,
der kleiner als der Innendurchmesser des Verbindungsteils ist; einen
Teil mit kleinem Durchmesser, der zwischen dem Teil mit großem Durchmesser
und dem hinteren Endteil vorgesehen ist, wobei der Teil mit kleinem
Durchmesser einen Außendurchmesser
aufweist, der kleiner als derjenige des Teils mit großem Durchmesser
und größer als der
Innendurchmesser des Verbindungsteils ist; einen ersten Schulterteil,
der zwischen dem Teil mit großem
Durchmesser und dem Teil mit kleinem Durchmesser vorgesehen ist;
und einen zweiten Schulterteil, der zwischen dem Teil mit kleinem Durchmesser
und dem hinteren Endteil vorgesehen ist; und Einführen des
hinteren Endteils des Stiftheizers in die Axialbohrung des Metallgehäuses von
einem vorderen Ende des Metallgehäuses, bis der zweite Schulterteil
durch den Verbindungsteil des Metallgehäuses hindurchgeht und der Teil
mit kleinem Durchmesser des Stiftheizers durch den Verbindungsteil
des Metallgehäuses
gehalten wird. In dem Verfahren erfüllen die Winkel θ1, θ2 und θ3 die Beziehung θ2 < θ3 < θ1 < 90°, wobei der
Winkel θ1 durch
den ersten Schulterteil des Stiftheizers und die Achsenlinie des
Stiftheizers gebildet wird, der Winkel θ2 durch den zweiten Schulterteil
des Stiftheizers und die Achsenlinie des Stiftheizers gebildet wird
und der Winkel θ3
durch den vorderen Stufenteil des Verbindungsteils und die Achsenlinie
des Metallgehäuses
gebildet wird.
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Weil
gemäß diesem
Aspekt der Erfindung der Winkel θ2
kleiner als der Winkel θ3
ist, kann der zweite Schulterteil problemlos während des Einführungsschritts
durch den Verbindungsteil des Metallgehäuses hindurchgehen. Und weil
der Winkel θ1 größer als
der Winkel θ3
ist, kann der vordere Stufenteil einfach verhindern, dass der erste
Schulterteil während
des Betriebs des Sensors durch den vorderen Stufenteil hindurchgeht.
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Die
Erfindung wird im Folgenden im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die
beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
die lediglich bevorzugte Ausführungsformen
sind.
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1(a) ist eine Gesamtansicht einer Glühkerze gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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1(b) ist eine Längsschnittansicht, die den
internen Aufbau der Glühkerze
und des Hüllrohrs zeigt.
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2 ist
eine teilweise vergrößerte Querschnittansicht,
die einen Verbindungsaufbau eines Metallgehäuses und eines Hüllrohrs
und insbesondere die Durchmesser von verschiedenen Teilen des Hüllrohrs
zeigt.
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3 ist
eine teilweise vergrößerte Querschnittansicht,
die schematisch einen Verbindungsaufbau eines Metallgehäuses und
eines Hüllrohrs und
insbesondere die Winkel des ersten und des zweiten Schulterteils
und des vorderen Stufenteils zeigt.
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Wie
in 1(a) und 1(b) gezeigt,
umfasst eine Glühkerze 1 ein
zylindrisches Metallgehäuse 2 und
einen Stiftheizer 3, der in dem Metallgehäuse 2 gehalten
wird.
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Das
Metallgehäuse 2 weist
eine Axialbohrung 4 auf, die sich in der Richtung der Achsenlinie C1
des Metallgehäuses
erstreckt. Weiterhin sind ein Schraubteil 5 für die Montage
an einem Dieselmotor und ein in der Querschnittrichtung hexagonal
geformter Werkzeugverbindungsteil 6 für die Verbindung mit einem
Werkzeug wie etwa einem Drehmomentschlüssel auf einer Außenfläche des
Metallgehäuses 2 ausgebildet.
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Der
Stiftheizer 3 erstreckt sich entlang der Achsenlinie C2,
die mit der Achsenlinie C1 des Metallgehäuses ausgerichtet ist. Der
Stiftheizer 3 umfasst ein Hüllrohr 7 und einen Anschlussstift 8.
Das Hüllrohr 7 ist
ein Metallrohr, das ein geschlossenes vorderes Ende 7a aufweist
und in dem ein Spulenglied aufgenommen wird. Insbesondere umfasst
das Spulenglied eine Heizspule 9, die mit dem vorderen, geschlossenen
Ende 7a des Hüllrohrs 7 verbunden ist,
und eine Steuerspule 10, die die Heizspule 9 und den
Anschlussstift 8 verbindet. Das Hüllrohr 7 ist mit einem
Isolationspulver 11 wie etwa einem Magnesiumpulver verbunden.
Ein Spitzenteil 7b des Hüllrohrs 7 steht von
einem vorderen Ende 2a des Metallgehäuses 2 vor.
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Ein
vorderer Endteil 8a des Anschlussstifts 8 wird
in das Hüllrohr 7 eingeführt, um
elektrisch mit einem hinteren Ende der Steuerspule 10 verbunden
zu werden. Ein hinterer Endteil 8b des Anschlussstiftes 8 steht
von dem hinteren Ende 2b des Metallgehäuses 2 vor. Ein elastischer
O-Ring 12, eine Isolationsbuchse 13 aus Kunstharz
oder ähnlichem,
ein Ring 14, der eine Lösung
der Isolationsbuchse 13 verhindert, und eine Mutter 15 für eine elektrische
Verbindung mit einem Kabel sind um den hinteren Endteil 8b des
Anschlussstifts 8 herum in dieser Reihenfolge angebracht.
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Mit
Bezug auf 2 wird im Folgenden eine Verbindung
zwischen dem Metallgehäuse 2 und
dem Stiftheizer 3 näher
beschrieben. 2 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittansicht
des Verbindungsteils zwischen dem Metallgehäuse 2 und dem Stiftheizer 3.
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Das
Metallgehäuse 2 und
das Hüllrohr 7 des Stiftheizers 3 werden
durch eine so genannte Presspassung fixiert. Der Verbindungsteil 17 weist
einen Innendurchmesser auf, der kleiner als derjenige der benachbarten
Teile der Axialbohrung 4 ist. Der Verbindungsteil 17 umfasst
eine Verbindungsfläche 18, die
sich entlang der Achsenlinie C1 erstreckt, einen vorderen Stufenteil 19 und
einen hinteren Stufenteil 20. Der vordere Stufenteil 19 ist
mit einer sich verjüngenden
Form ausgebildet, wobei der Durchmesser zu dem vorderen Ende hin
zunimmt. Der hintere Stufenteil 20 ist dagegen mit einer
sich verjüngenden Form
ausgebildet, wobei der Durchmesser zu dem hinteren Ende hin zunimmt.
In dieser Ausführungsform
liegt der Innendurchmesser D1 der Axialbohrung 4 für das Metallgehäuse 2 bei
5,50 mm, während
der Innendurchmesser D2 des Verbindungsteils 17 bei 4,36
mm liegt.
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Das
Hüllrohr 7 des
Stiftheizers 3 umfasst: einen Passteil 21, der
durch eine Presspassung an dem Verbindungsteil 17 fixiert
ist; ein hinteres Ende 22, das auf der Einführseite
liegt, wenn das Hüllrohr 7 in
das Metallgehäuse 2 eingeführt wird;
einen hinteren Endteil 23 mit einem Außendurchmesser, der kleiner
als der Innendurchmesser D2 des Verbindungsteils 17 ist;
einen zweiten Teil mit großem Durchmesser 24,
der in Nachbarschaft zu dem Passteil 21 ausgebildet ist
und einen Außendurchmesser aufweist,
der größer als
der Innendurchmesser D2 des Verbindungsteils 17 ist; einen
zweiten Schulterteil 25, der zwischen dem hinteren Endteil 23 und dem
zweiten Teil 24 mit großem Durchmesser ausgebildet
ist und einen Außendurchmesser
aufweist, der von dem hinteren Endteil 23 zu dem zweiten
Teil 24 mit großem
Durchmesser hin größer wird;
einen. Teil 26 mit mittlerem Durchmesser, der in Nachbarschaft zu
dem Passteil 21 ausgebildet ist und einen Außendurchmesser
aufweist, der größer als
der Innendurchmesser D2 des Verbindungsteils 17 ist; einen ersten
Teil 27 mit großem Durchmesser,
der auf der Seite des vorderen Endes des Teils 26 mit mittleren Durchmesser
ausgebildet ist und einen Außendurchmesser
aufweist, der größer als
derjenige des Teils 26 mit mittlerem Durchmesser ist; und
einen ersten Schulterteil 28, der zwischen dem Teil 26 mit
mittlerem Durchmesser und dem erste Teil 27 mit großem Durchmesser
ausgebildet ist und einen Außendurchmesser
aufweist, der sich von dem Teil 26 mit mittlerem Durchmesser
zu dem ersten Teil 27 mit großem Durchmesser hin vergrößert. Ein
dritter Schulterteil 29 ist zwischen dem Passteil 21 und
dem Teil 26 mit mittlerem Durchmesser ausgebildet.
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In
dieser Ausführungsform
liegt der Außendurchmesser
S1 des hinteren Endteils 23 bei 4,30 mm, liegt der Außendurchmesser
S2 des zweiten Teils 24 mit großem Durchmesser bei 4,40 mm,
liegt der Außendurchmesser
S2 des Passteils 21 bei 4,36 mm und entspricht damit dem
Innendurchmesser D2 des Verbindungsteils 17, liegt der
Außendurchmesser
S4 des Teils 26 mit mittlerem Durchmesser bei 4,40 mm und
liegt der Außendurchmesser
S5 des ersten Teils 27 mit großem Durchmesser bei 4,50 mm.
Um zu verhindern, dass das Hüllrohr
aufgrund eines Verbrennungsdrucks oder ähnlichem herausgedrückt wird,
fällt die
Differenz zwischen dem Außendurchmesser
S4 des Teils 26 mit mittlerem Durchmesser und dem Außendurchmesser
S5 des ersten Teils 27 mit großem Durchmesser vorzugsweise
in einen Bereich zwischen 0,02 mm und 1,00 mm.
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Die
Länge L1
des Teils 26 mit mittlerem Durchmesser fällt in einen
Bereich zwischen 0,3 mm und 1,5 mm, und der sich verjüngende erste
Schulterteil 28 des Hüllrohrs 7 und
der vordere Stufenteil 19 des Verbindungsteils 17 bilden
dazwischen einen Zwischenraum. Es ist zu beachten, dass weil die
Länge L1
des Teils 26 mit mittlerem Durchmesser innerhalb des Bereichs
zwischen 0,3 mm und 1,5 mm liegt, eine Formabweichung des Hüllrohrs 7 absorbiert
werden kann, wobei gleichzeitig verhindert wird, dass das Hüllrohr 7 nach
hinten herausgedrückt
wird.
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Weiterhin
liegt in dieser Ausführungsform wie
in 3 gezeigt ein Winkel θ3, der durch den vorderen Stufenteil 19 des
Verbindungsteils 17 und die Achsenlinie C1 gebildet wird,
bei 15 Grad und liegt ein Winkel θ1, der durch den ersten Schulterteil 28 und
die Achsenlinie C2 gebildet wird, bei 30 Grad. Hinsichtlich der
Montage des Metallgehäuses 2 und des
Hüllrohrs 7 erfüllen die
Winkel vorzugsweise die Beziehung θ3 < θ1 < 90°. Wenn jedoch
der Winkel θ1 mit θ1 = 90° vorgesehen
wird und eine Last in der heraus drückenden Richtung auf das Hüllrohr 7 ausgeübt wird,
kann die Stärke
des Hüllrohrs 7 kleiner werden
als in dem Fall, dass der Winkel θ1 mit θ1 < 90° vorgesehen
wird. Vorzugsweise wird also die Beziehung θ1 < 90° erfüllt. Wenn
die Winkel θ3, θ1 kleiner
als 15° sind,
ist die Größe einer
Stufe so klein, dass das Hüllrohr 7 nicht
ausreichend vor einem Herausdrücken
geschützt
ist. Um einen besseren Effekt zu erzielen, erfüllen die Winkel θ3, θ1 vorzugsweise die
Beziehung 15° <= θ3 < θ1.
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Weiterhin
ist wie in 3 gezeigt, der Winkel θ2, der durch
den zweiten Schulterteil 25 und die Achsenlinie C2 gebildet
wird, vorzugsweise kleiner als der Winkel θ1, der durch den ersten Schulterteil 28 und
die Achsenlinie C2 gebildet wird (θ2 < 01), weil der erste und der zweite Schulterteil
jeweils vollständig
verschiedene Aufgaben zu erfüllen
haben. Der Winkel θ1
des ersten Schulterteils 28 sollte derart gesetzt sein,
dass der erste Schulterteil nicht in den Verbindungsteil 17 des
Metallgehäuses
eingesetzt werden kann. Weiterhin sollte der Winkel θ2 derart
gesetzt sein, dass ein Hindurchgehen des zweite Schulterteils durch
den Verbindungsteil 17 unterstützt wird. In dieser Ausführungsform
liegt der Winkel θ3
bei 3°.
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Weiterhin
wird in der vorstehenden Ausführungsform
die Durchmesserdifferenz zwischen dem Außendurchmesser S4 des Teils 26 mit
mittlerem Durchmesser und dem Außendurchmesser S5 des ersten
Teils 27 mit großem
Durchmesser (nachfolgend als „erste
Durchmesserdifferenz S5–S4" bezeichnet) auf
0,10 mm gesetzt. Weiterhin wird die Durchmesserdifferenz zwischen
dem Außendurchmesser
S3 des Passteils 21 und dem Außendurchmesser S4 des Teils 26 mit
mittlerem Durchmesser (nachfolgend als „zweite Durchmesserdifferenz S4–S3" bezeichnet) auf
0,04 mm gesetzt. Um zu verhindern, dass das Hüllrohr 4 durch einen
Verbrennungsdruck oder ähnliches
nach hinten herausgedrückt
wird, wird die erste Durchmesserdifferenz S5–S4 größer vorgesehen als die zweite
Durchmesserdifferenz S4–S3.
Weiterhin wird die erste Durchmesserdifferenz S5–S4 vorzugsweise bei 0,02 mm oder
mehr gehalten.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen einer Glühkerze 1 beschrieben.
Zuerst wird ein Metallteile-Ausbildungsschritt
zum Ausbilden eines Metallgehäuses 2 erläutert.
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In
dem Metallteile-Ausbildungsschritt wird ein Rohrmaterial einschließlich einer
Axialbohrung 4 mit einem Innendurchmesser von 5,50 mm einer Form-
oder Schneideverarbeitung oder ähnlichem unterworfen,
um darin einen Verbindungsteil 17 mit einem Innendurchmesser
von 4,36 mm auszubilden, der kleiner als der derjenige der benachbarten
Teile der Axialbohrung ist (= 5,50 mm). Dann werden ein Schraubteil 5 und
ein Werkzeugverbindungsteil 6 oder ähnliches ausgebildet, um das
Metallgehäuse 2 fertig
zu stellen.
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Im
Folgenden wird ein separat ausgeführter Ausbildungsschritt für einen
Stiftheizer 3 erläutert. Bei
dem Ausbildungsschritt für
den Stiftheizer 3 wird ein Hüllrohr 7 ausgebildet,
dessen Außendurchmesser
größer als
die Endabmessung ist, um eine Schrumpfungstoleranz vorzusehen. Dann
werden ein vorderer Endteil 8a eines Anschlussstifts 8 und eine
Steuerspule 10 eines einstückig mit dem Anschlussstift 8 ausgebildeten
Spulenglieds in dem zylindrischen Hüllrohr 7 angeordnet,
dessen vorderes Ende geöffnet
ist. Danach wird das vordere Ende 7a des Stiftheizers 7 geschlossen,
wobei ein vorderes Ende des Spulenglieds damit verbunden wird. Nachdem
ein Isolationspulver 11 in das Hüllrohr 7 eingefüllt wurde,
wird das Hüllrohr 7 einer
Umformungsverarbeitung unterworfen. Das Hüllrohr 7 mit einem
hinteren Endteil 23, einem zweiten Schulterteil 25,
einem Teil mit kleinem Durchmesser, einem sich verjüngenden
Schulterteil 28 und einem ersten Teil 27 mit großem Durchmesser
oder ähnlichem
wird ausgebildet und mit dem Anschlussstift 8 verbunden,
um den Stiftheizer 3 fertig zu stellen. Der Teil mit kleinem Durchmesser
weist eine Axiallänge
zwischen dem ersten und dem zweiten Schulterteil auf, die länger als
diejenige des Verbindungsteils ist.
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Nach
dem Umformungsprozess ist in dem Stiftheizer ein durch den zweiten
Schulterteil 25 des Stiftheizers 3 und die Achsenlinie
C2 des Stiftheizers 3 gebildeter Winkel θ2 (= 3°) kleiner
als ein durch den vorderen Stufenteil 19 des Verbindungsteils 17 und die
Achsenlinie C1 des Metallgehäuses 2 gebildeter Winkel θ3 (= 15°), sodass
das Einführen
des zweiten Schulterteils 25 in den Verbindungsteil 17 in
dem folgenden Presspassschritt unterstützt wird. Weiterhin ist der
durch den ersten Schulterteil 28 des Stiftheizers und die
Achsenlinie des Stiftheizers gebildete Winkel θ1 (= 30°) größer als der Winkel θ3 (= 15°), aber kleiner
als 90°,
sodass der erste Schulterteil 28 schwer in den Verbindungsteil 17 eingeführt werden kann.
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In
einem folgenden Presspassschritt wird der Teil mit kleinem Durchmesser
des Stiftheizers in die Axialbohrung des Metallgehäuses 2 von
dem vorderen Ende 2a des Metallgehäuses 2 her pressgepasst. In
diesem Schritt wird der Teil mit kleinem Durchmesser, der einen
gleichmäßigen Durchmesser
aufweist, durch den Verbindungsteil 17 pressgepasst und
zu einem Passteil 21 verformt, der den gleichen Durchmesser
wie der Innendurchmesser D2 des Verbindungsteils 17 aufweist.
Ein Teil des Teils mit kleinem Durchmesser, der zu der Seite des
hinteren Endes vorsteht, dient als zweiter Teil 24 mit
großem
Durchmesser, und ein Teil des Teils mit kleinem Durchmesser, der
zu der Seite des vorderen Endes vorsteht, dient als Teil 26 mit
mittlerem Durchmesser. Auf diese Weise wird das Hüllrohr 7 in
einem Zustand in den Verbindungsteil 17 pressgepasst, in
dem der sich verjüngende
erste Schulterteil 28 des Hüllrohrs 7 sich an
einer Zwischenposition zu dem vorderen Stufenteil 19 des
Verbindungsteils 17 befindet und gehalten wird, um von
dem vorderen Ende 2a des Metallgehäuses 2 vorzustehen.
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Dann
wird ein O-Ring 12 oder ähnliches in den hinteren Endteil
des Anschlussstifts 8 eingesteckt, der von dem hinteren
Endteil des Metallgehäuses 2 vorsteht,
um die Glühkerze 1 fertig
zu stellen.
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Wie
oben beschrieben, ist in dieser Ausführungsform der erste Teil 27 mit
grobem Durchmesser derart vorgesehen, dass der sich verjüngende Schulterteil 28 an
der Seite des vorderen Endes des Verbindungsteils 21 ausgebildet
ist, der an dem Verbindungsteil 17 des Metallgehäuses 2 fixiert
ist. Das heißt,
es wird eine Durchmesserdifferenz, die größer als die Differenz im Außendurchmesser
zwischen dem Passteil 21 und dem Teil 26 mit mittlerem
Durchmesser ist, die während
des Presspassschrittes zum Fixieren des Hüllrohrs 7 durch eine
Presspassung verursacht wird, zuvor ausgebildet, sodass zuverlässig verhindert
werden kann, dass das Hüllrohr 7 aufgrund
eines Verbrennungsdrucks oder ähnlichem
herausgezogen wird, auch wenn die Passkraft zwischen dem Metallgehäuse 2 und
dem Hüllrohr 7 aufgrund
einer Erweichung der Zündkerze 1 vermindert wird.
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Weiterhin
wird in dieser Ausführungsform
der zwischen dem vorderen Stufenteil 19 des Verbindungsteils 17 und
der Achsenlinie C1 gebildete Winkel θ3 mit 15° vorgesehen und wird der zwischen dem
sich verjüngenden
ersten Schulterteil 28 und der Achsenlinie C1 gebildete
Winkel θ1
mit 30° vorgesehen.
Der sich verjüngende
erste Schulterteil 28 des Hüllrohrs 7 wird also
wahrscheinlich durch den vorderen Schulterteil 19 des Verbindungsteils 17 ergriffen, um
den oben genannten Effekt zuverlässig
vorzusehen.
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Weil
das Hüllrohr 7 weiterhin
derart fixiert ist, dass der vordere Stufenteil 19 des
Verbindungsteils 17 und der sich verjüngende erste Schulterteil 28 dazwischen
einen Zwischenraum bilden, kann eine Variation der Presspasslänge und
auch der Presspasslast absorbiert werden.
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Durch
den zweiten Schulterteil 25 kann das Hüllrohr 7 einfach in
den Verbindungsteil 17 des Metallgehäuses 2 pressgepasst
werden und einfach mit dem Zentrum des Metallgehäuses 2 ausgerichtet werden,
um eine Exzentrizität
des Hüllrohrs 7 zu
verhindern.
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Die
Form, die Größe und ähnliches
der Glühkerze
sind nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt. Zum
Beispiel ist in der oben beschriebenen Ausführungsform der gesamte Teil
an der vorderen Endseite des ersten Teils 27 mit großem Durchmesser
mit einer geraden Form und einem gleichmäßigen Durchmesser ausgebildet.
Statt dessen kann zum Beispiel ein Teil mit einem kleineren Durchmesser
als der erste Teil 27 mit großem Durchmesser an der vorderen
Endseite des ersten Teils 27 mit großem Durchmesser ausgebildet
sein. Dabei erzeugt die vordere Endseite des Hüllrohrs 7 einfach Wärme, wodurch
ein schnelles Aufheizen der Glühkerze 2 unterstützt wird.