JP2003505268A - 円筒形の複合体をプレスする方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、セラミック製の複合体、特にシース形グロープラグ用の円筒形のセラミック体を製造する方法であって、冷間プレスによって予備成形された個別部分を受容する複数の成形スリーブ（１０）が、加熱カートリッジ又は加熱媒体を用いて別の孔（１６）を介して加熱されかつ鉛直に位置している保持プレート（２７）の、対応する孔（２０）に挿入され、次いで、成形スリーブ（１０）を備えていて鉛直に位置している保持プレートが、プレス装置の２つのプレスプレート（１７）の間において緊締され、次いで、プレスプレートを貫いて成形スリーブ（１０）内に両側から作用する押圧ピン（１３）によって、成形スリーブ内に位置する個別部分がプレスされる方法に関する。必要な圧力保持時間の経過後に、プレスされた材料は、押圧ピンの戻し移動及びプレス装置の開放後に、搬出されてさらに加熱された保持プレート（２７）内における成形スリーブ（１０）内において無圧状態で硬化され、最後に、成形スリーブ（１０）を空冷した後で成形スリーブから離型し、研削盤を用いて最終形状に研削することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 従来の技術 本発明は、複合体、特にシース形グロープラグ用の円筒形のセラミック体を製
造する方法であって、それぞれ異なった材料から成る結合すべき個別部分を、冷
間プレスによって予備成形し、接合ステップにおいてまとめ、熱間プレス工程に
おいて結合させ、次いで複合体をパッケージング工程（Konfektioniervorgang）
において最終形状にする形式の方法、並びに数個取りとして構成されていて複合
体を製造するために働くプレス装置に関する。

【０００２】 Robert Bosch GmbH の発明に基づいて公知の上記形式の、シース形グロープラ
グ用の円筒形のセラミック体を製造する方法では、まず初めに冷間プレス法を用
いてセラミック絶縁層が製造され、それとは別に絶縁層の両側に位置する導電層
が製造される。次いで絶縁層は導電層の間に挿入され、そして冷間プレスステッ
プによって結合される。次いで熱間プレス法において樹脂が架橋されて、複合体
が形成される。最後に複合プレートが四角形ロッドに鋸引きされ、成形研削され
てパッケージング（Konfektionierung）される。複合体を製造するために必要な
２つのプレスステップ、つまり冷間プレス及び熱間プレスに基づいて、異なった
形式のプレス型が複数必要になり、かつまた１つのプレス型から他のプレス型へ
の交換作業が必要になる。さらに硬化した複合プレートを四角形ロッドに分割す
ること及び次いでそれを丸く研削することは、面倒であり、かつコストがかかる
。

【０００３】 発明の課題及び利点 ゆえに本発明の課題は、セラミック製のシース形グロープラグを製造するのに
適した予め冷間プレスされた個別部分から成る円筒形の複合体のための安価な製
造方法並びに、この方法において使用可能でかつ製造コストを著しく減じること
のできる、数個捕りとして構成されたプレス装置を提供することである。この場
合、セラミックパウダを結合するために使用される樹脂の、幾つかの特別な特性
を考慮する必要があり、例えば高温プレスされた複合体の離型は、冷却されたプ
レス型から行われることが望ましい。それというのは、高温の円筒形の複合体は
、離型に際しての力の影響を受けて変形したり、又はまったく使い物にならなく
なってしまうからである。

【０００４】 この課題を解決するために本発明による方法では、 イ： 接合ステップが、個別部分が成形スリーブに挿入され、成形スリーブの
両端面が、軸方向可動の各１つのプランジャによって閉鎖されるステップを有し
、 ロ： このようにして準備された少なくとも１つの成形スリーブが次いで、断
熱プレート（Isolierplatte）の相応な孔内に入れられ、そこから、断熱プレー
トに対して平行に位置していて該断熱プレートに短時間接続している鋼製の高温
の保持プレートの、前記孔に整合する孔に押し込まれ、 ハ： 成形スリーブを備えた加熱された保持プレートが、プレス装置において
２つのプレスプレートの間で緊締され、次いで成形スリーブ内に位置する個別部
分が両側から、成形スリーブの端面側に位置するプランジャに軸方向で作用する
押圧ピンを用いて、プレスされ、該押圧ピンが、同様に加熱されたプレスプレー
トを貫いて延びており、 ニ： プレスされた個別部分が圧力下で成形スリーブ内に、かつ成形スリーブ
が高温の保持プレート内において高温のプレスプレートの間に、必要な圧力保持
時間中、留められ、 ホ： 次いで押圧ピンが戻し移動させられ、プレス装置が開放され、保持プレ
ートがプレスプレートから搬出され、成形スリーブ内においてプレスされた材料
が無圧状態で、高温の保持プレート内においてさらに硬化され、 ヘ： 成形スリーブが高温の保持プレートからエジェクトされて、冷却され、
次に冷却された成形体が成形スリーブから離型されるようにした。

【０００５】 そしてこのようにしたことによって、四角形ロッドを丸く研削する面倒な作業
を回避することができる。使用されるプレス装置は例えば１００個取り用に構成
することができるので、セラミック製のシース形グロープラグのためのこのよう
な円筒形のセラミック製複合体を製造することは、著しく簡単になり、そしてこ
れによって達成される処理量の増大によって著しく安価になる。

【０００６】 本発明による製造方法のために適していて数個取り用に構成されたプレス装置
は次のことを特徴とする。すなわち本発明によるプレス装置では、有利には成形
スリーブの長さに相当する厚さを備えた保持プレートが、成形スリーブを受容す
るのに適合した直径を備えていて規則的に間隔をおいて互いに平行に位置しかつ
保持プレートを貫いて鉛直方向に延びている第１の孔を備えており、保持プレー
トの中央平面に位置している第２の孔が、加熱媒体を貫流させるため又は加熱カ
ートリッジを受容するために設けられており、さらに、プレスプレートの対応す
る孔内に摺動可能に配置されていてばね負荷された個別の押圧ピンが、プレスス
リーブを受容するための保持プレートにおける孔と整合しており、しかも、ばね
負荷された個別の押圧ピンのガイドスリーブが、プレスプレートの、保持プレー
トとは反対側に位置している各１つの可動の押圧プレートと結合されている。

【０００７】 図面 図１は、結合剤とセラミックパウダとから成っていてプレスのために常温で予
備成形された個別部分を、嵌め込まれた２つの押圧プランジャの間に受容してい
る本発明による成形スリーブを示す縦断面図であり、 図２は、成形スリーブを挿入された、数個取り用の本発明によるプレス装置の
一部を示す横断面図である。

【０００８】 実施例 図１には、円筒形の成形スリーブ１０及びこの成形スリーブ１０内に挿入され
たプリフォーム（Vorpressling）の個別部分が縦断面図で示されており、さらに
これらの個別部分は図１の左側に横断面図でも示されている。１つの絶縁プリフ
ォーム１と、この絶縁プリフォーム１を両側において閉鎖する２つの導電プリフ
ォーム２とから成るプリフォームは、前プレスされた導電材料から成るキャップ
３によってカバーされている。シース形グロープラグを製造するために、これら
の個別部分１〜３は、硬質樹脂（Festharz）内において結合されたセラミックパ
ウダから成っている。両端面側において成形スリーブ１０はそれぞれ、可動のプ
ランジャ１１，１２によって閉鎖されている。成形スリーブ１０はシース形グロ
ープラグを製造する有利な使用のためにシリンダスリーブを形成しており、この
シリンダスリーブによって複数が、保持プレートの相応な孔内に同時に押し込ま
れることができる。

【０００９】 図２には横断面図で保持プレート２７と、鋼製の保持プレート２７に両側で接
触させられたプレスプレート１７と、互いにねじ結合されていてロッド３３を介
して可動の押圧プレート３１ａ，３１ｂと、プレスプレート１７内において可動
で皿ばね１９及び緊張ピン２２を介して緊張させられた押圧ピン１４とが示され
ている。図面から分かるように、図２は数個取り用（Mehrfachnutzen）のプレス
装置全体を示すものではなく、ミラー平面としての保持プレート２７の中央平面
Ｓ−Ｓを備えたプレス装置の１区分だけを示すものである。

【００１０】 図２に部分的に示されたプレス装置を充填する場合、まず初めに図１に示され
ているように準備された成形スリーブ１０が、保持プレート２７と同じ孔パター
ン（Bohrungsbild）を有する断熱プレート（図示せず）の孔内に、びん収容棚（
Flaschenregal）内へのように、挿入される。次いで断熱プレートは片側から、
断熱プレートと保持プレートとの対応する孔が互いに整合するように、加熱され
た鋼製の保持プレート２７に向かって押圧され、そして成形スリーブ１０は同時
に図示されていない装置を用いて、断熱プレートの孔から加熱された保持プレー
ト２７の対応する孔へと移され、保持プレート２７はプレス装置内につまり両プ
レスプレート１７の間に装入され、プレス装置は機械式又は液圧式に錠止される
。この場合円錐形のセンタリングピン２１は、プレスプレート１７内に装入され
た押圧ピン１３とスリーブ１０とが保持プレートにおいて軸方向で整合すること
を保証する。図面から分かるように、図２には保持プレートにおける２つの孔２
０と、これらの孔内に押し込まれた２つの成形スリーブ１０及び押圧プランジャ
１１とが示されており、線Ｓ−Ｓは保持プレートの中央平面であるのみならず、
全プレス装置の鏡平面でもある。

【００１１】 保持プレート２７及びプレスプレート１７の加熱は、孔１６を介して、流れる
熱坦体液によって又は挿入された加熱カートリッジを介して行われる。

【００１２】 半分の保持プレート２７の他に、図２にはプレス装置のうち、さらにプレスプ
レート１７と、ばね負荷された２つの押圧ピン１３と、皿ばね１９から成るばね
機構と、皿ばね１９のための緊張ピン２２と、２部分から成る押圧プレート３１
ａ，３１ｂに堅固に結合されたガイドスリーブ２３と、２部分から成る押圧プレ
ート３１ａ，３１ｂに結合された押圧ロッド３３と、プレスプレート１７をプレ
ス装置の残りの領域から断熱する断熱プレート１５とが示されている。

【００１３】 保持プレート２７へのプレスプレート１７の接触時に、２部分から成る押圧プ
レート３１ａ，３１ｂは両側において各下側のストッパプレート３０にまで戻り
移動させられる。押圧プレートのこのポジションにおいて押圧ピン１３はプレス
プレート１７の表面と同一平面を成す。プレス工程時に２部分から成る押圧プレ
ート３１ａ，３１ｂは両側から、プレスプレート１７の間において緊張させられ
た保持プレート２７に向かって移動させられる。これによって押圧ピン１３は成
形スリーブ１０内における押圧プランジャ１１；１２を押圧し、プリフォームは
両端面を介して同じ押圧力で負荷される。予負荷された皿ばね１９を介して個々
にばね負荷された押圧ピン１３は、押圧プランジャ１１，１２を介して、成形ス
リーブ１０内における幾分異なった長さの成形体（Formkoerper）に対してもほ
ぼ等しい押圧力を加える。これによって、硬化中に同じ温度・圧力パターンを加
えられ、かつそのためにわずかに異なった長さを受け入れる成形体が得られる。
ばねスリーブ２３は保持プレート２７に向かって、最大で押圧プレート３１ｂが
上側のストッパプレート３２に当接するまで、運動させられることができる。

【００１４】 プレス時間の終了後、押圧プレート３１ａ，３１ｂは押圧ロッド３３を介して
両側で、下側のストッパプレート３０にまで戻し移動させられる。これによって
押圧ピン１３のヘッドはガイドスリーブ２３における段部に接触する。そして押
圧ピンは成形スリーブ１０から引き出され、次いで再びプレスプレート１７の上
面と同一平面を成す。

【００１５】 プレス装置の開放後に、両プレスプレート１７の間における保持プレート２７
は搬出可能になる。プレスされた材料は次いで無圧状態で、加熱された保持プレ
ートの孔内になお位置している成形スリーブ１０内において、さらに硬化する。
硬化時間の終了後、成形スリーブ１０は高温の保持プレート２７からエジェクト
され、空気冷却され、プレスされたグロープラグは可動のプランジャ１１，１２
と一緒に成形スリーブ１０から押し出される。成形スリーブ１０及び押圧プラン
ジャは洗浄され、成形スリーブ１０は新たにプリフォームを満たされ、押圧プラ
ンジャによって閉鎖される。冷却されたグロープラグ素材は、研削盤において最
終形状に研削される。

【００１６】 図２に略示された数個取り用、例えば１００個取り用のプレス装置は、公知の
方法において交換のために必要な複数のプレス型の代わりを果たし、研削のため
に必要な手間を減じる。それというのは、保持プレート２７は硬化過程全体にわ
たって、プレス圧の有無にかかわらず、一定の硬化温度に保たれるからである。
高温プレスに続く無圧の硬化時間は、各プレス装置のために安価な保持プレート
の複数の使用を推奨しており、このように安価な保持プレートを複数用意すると
、保持プレートに比べて著しく高価なプレス装置を停止時間なしに運転すること
ができる。さらに、従来のプレートプレスプロセス（Plattenpressprozess）と
は異なり、保持プレートを冷却及び加熱する必要がないことによって、プレス時
間を短縮することができる。そしてこれにより、セラミック製のシース形グロー
プラグの製造コストを著しく減じることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 結合剤とセラミックパウダとから成っていてプレスのために常温で予備成形さ
れた個別部分を、嵌め込まれた２つの押圧プランジャの間に受容している本発明
による成形スリーブを示す縦断面図である。

【図２】 成形スリーブを挿入された、数個取り用の本発明によるプレス装置の一部を示
す横断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4E090 AA01 AB01 DA02 DA03 DA09 HA10 4G054 AA05 AB01 AB07 BA62 BE11

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複合体、特にシース形グロープラグ用の円筒形のセラミック
   体を製造する方法であって、それぞれ異なった材料から成る、複合体の結合すべ
   き個別部分を、冷間プレスによって予備成形し、接合ステップにおいてまとめ、
   熱間プレス工程において結合させ、次いで複合体をパッケージング工程において
   最終形状にする形式の方法において、 イ： 接合ステップが、個別部分（１，２，３）が成形スリーブ（１０）に挿
   入され、成形スリーブ（１０）の両端面が、軸方向可動の各１つのプランジャ（
   １１，１２）によって閉鎖されるステップを有し、 ロ： このようにして準備された少なくとも１つの成形スリーブ（１０）が次
   いで、断熱プレート（１５）の相応な孔（１４）内に入れられ、そこから、断熱
   プレート（１５）に対して平行に位置していて該断熱プレートに短時間接続して
   いる鋼製の高温の保持プレート（２７）の、前記孔（１４）に整合する孔に押し
   込まれ、 ハ： 成形スリーブ（１０）を備えた加熱された保持プレート（２７）が、プ
   レス装置において２つのプレスプレート（１７）の間で緊締され、次いで成形ス
   リーブ（１０）内に位置する個別部分（１，２）が、成形スリーブ（１０）の可
   動のプランジャ（１１，１２）を両側から軸方向に押圧する押圧ピン（１３）を
   介して、プレスされ、該押圧ピン（１３）が、同様に加熱されたプレスプレート
   （１７）を貫いて延びており、この場合プレスプレート（１７）及び保持プレー
   ト（２７）が高温であり、 ニ： プレスされた個別部分（１，２）が圧力下で成形スリーブ（１０）内に
   、かつ成形スリーブ（１０）が高温の保持プレート（２７）内において高温のプ
   レスプレート（２７）の間に、必要な圧力保持時間中、留められ、 ホ： 次いで押圧ピン（１３）が戻し移動させられ、プレス装置が開放され、
   保持プレート（２７）がプレスプレート（１７）から搬出され、成形スリーブ（
   １０）内においてプレスされた材料が無圧状態で、高温の保持プレート（２７）
   内においてさらに硬化され、 ヘ： 成形スリーブ（１０）が高温の保持プレート（１７，２７）からエジェ
   クトされて、冷却され、次に冷却された成形体が成形スリーブから離型される ことを特徴とする、円筒形の複合体を製造する方法。
2. 【請求項２】 保持プレート（２７）が複数の成形スリーブ（１０）を平行
   な状態位置において受容する、請求項１記載の複合体を製造する方法。
3. 【請求項３】 プレスにおいて保持プレート（２７）が２つのプレスプレー
   ト（１７）の間において緊締され、この場合両プレスプレート（１７）を貫いて
   作用する押圧ピン（１３）が、保持プレート（２７）における孔と整合し、その
   結果各１つの押圧ピン（１３）が、成形スリーブ（１０）内における可動のプラ
   ンジャ（１１，１２）に作用する、もしくは成形スリーブ内に作用する、請求項
   １又は２記載の複合体を製造する方法。
4. 【請求項４】 各押圧ピン（１３）がガイドスリーブ（２３）において緊張
   ピン（２２）を介して皿ばね（１９）によって予負荷されていて、プレスプレー
   ト（１７）内においてシフト可能なガイドスリーブ（２３）が、互いにねじ結合
   された可動の押圧プレート（３１ａ，３１ｂ）と堅固に結合されている、請求項
   ２又は３記載の複合体を製造する方法。
5. 【請求項５】 プレスプレート（１７）と保持プレート（２７）とが鉛直に
   方向付けられていて、成形スリーブ（１０）が保持プレート（２７）孔内に水平
   に位置している、請求項１から４までのいずれか１項記載の複合体を製造する方
   法。
6. 【請求項６】 保持プレート（２７）が１００個取り用として構成されてい
   る、請求項２から４までのいずれか１項記載の複合体を製造する方法。
7. 【請求項７】 保持プレート（２７）及びプレスプレート（１７）が、加熱
   カートリッジを受容するため又は温度調整媒体を貫流させるための孔（１６）を
   有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の複合体を製造する方法。
8. 【請求項８】 加熱カートリッジ用もしくは温度調整媒体用の孔が、保持プ
   レート（２７）においては、成形スリーブ（１０）を受容する孔（２０）の間に
   、かつ加熱プレート（１７）においてはガイドスリーブ（２３）を受容する孔（
   ２５）の間で該孔に対して垂直に位置している、請求項７記載の複合体を製造す
   る方法。
9. 【請求項９】 シース形グロープラグの円筒形のセラミック体を製造するた
   めの、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法の使用であって、成形スリ
   ーブ（１０）が円筒形であることを特徴とする使用。
10. 【請求項１０】 プレス時間が約１５分である、請求項９記載の使用。
11. 【請求項１１】 予備成形された個別部分（１，２）が、成形スリーブ内に
    おいて中央で軸方向に位置する１つの絶縁コア（１）と、該絶縁コア（１）の両
    側において成形スリーブの内部で軸方向に位置する各１つの導電体（２）とを有
    しており、これにより絶縁体（１）が両導電体（２）を互いに絶縁していて、絶
    縁体（１）が半径方向で互いに向かい合っている２つの側において、成形スリー
    ブ（１０）の内壁に対して露出していて、このように成形スリーブ内に挿入され
    たプリフォームが、成形スリーブ（１０）の内壁に接触している円筒形の外輪郭
    を有しており、この円筒形の外輪郭の端面のうちの１つが、同じ直径の円筒形の
    プリフォームによって閉鎖される、請求項９又は１０記載の使用。
12. 【請求項１２】 請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法によって
    複合体、特にシース形グロープラグの円筒形のセラミック体を製造するために数
    個取り用に構成されたプレス装置であって、プレス装置において保持プレート（
    ２７）が、成形スリーブ（１０）を受容するのに適合した直径を備えていて規則
    的に間隔をおいて位置しかつ保持プレートを貫いて鉛直方向に延びている第１の
    孔（２０）を備えており、このような孔（２０）を備えた保持プレート（２７）
    が、センタリング補助部材（２１）の使用下で２つのプレスプレートの間に緊締
    されており、この場合プレスプレート内に戻し移動させられたばね負荷された押
    圧ピン（１３）が、保持プレートにおける成形スリーブと整合していて、その結
    果押圧ピンが保持プレート（２７）に向かって両側で運動した場合に、成形スリ
    ーブのプランジャ（１１，１２）の間に閉じこめられた材料がプレスされ、保持
    プレート（２７）とプレスプレート（１７）とが、互いに間隔をおいて位置する
    第１の孔（２０）の間においてプレート平面に、電気式の加熱カートリッジを受
    容するため又は加熱媒体を貫流させるために第２の孔を有していることを特徴と
    するプレス装置。
13. 【請求項１３】 プレスプレート（１７）と上側のストッパプレート（３２
    ）との間に配置された各１つの断熱プレート（１５）が、加熱された保持プレー
    ト（２７）及びプレスプレート（１７）をプレス装置の残りの部分に対して断熱
    する、請求項１２記載のプレス装置。