SE451881B - Glodstift for motorfordonsdiselmotorer jemte forfaringssett for dess tillverkning - Google Patents

Description

451831 10 15 20 25 30 35 2 ledande spiralen åstadkommer en strömstyrning (motstånds- spiral), så att trådtemperaturen under den ytterligare matningstiden hålles inom rimliga gränser.

Det är uppenbart att tillverkningen av ett sådant glödstift är mycket kostsam både på grund av användningen av de två spiralerna eller lindningarna med olika egen- skaper och den nödvändiga svetsoperationen för förbind- ningen av dessa med varandra.

Det är också uppenbart att det, för att åstadkomma en bra svets mellan de två spiralerna eller lindningarna, under svetsoperationen krävs att de två ändarna som skall förbindas med varandra bringas till och hålles korrekt intill varandra, och att dessutom de båda ändarna slutar på samma nivå, eller att ingen av dessa ändar skjuter ut relativt den andra. Naturligtvis används iför att uppnå dessa krav sofistikerad och följaktligen dyr utrustning, till nackdel för glödstiftets slutkost- nad.

Det bör också påpekas att trådarna till de två spiralerna eller lindningarna har en liten diameter, och att följaktligen anslutningen mellan dessa ändar nödvändiggör användning av en laserapparat, då en verklig mikrosvets måste åstadkommas. Vidare måste en operatör, för att utföra de olika operationerna, ha en monitor eller förstoringsanordning.

I vilket fall som helst, genererar en svets en diskontinuitet i tråden, som är en svag punkt där ett avbrott kan uppstå antingen på grund av mekaniskt fel eller sammansmältning på grund av onödig uppvärmning av en liten zon.

Slutligen innefattar användningen av två spiraler eller lindningar svåra konstruktionsmässiga komplikationer då man önskar en omställning mellan tillverkning av ett glödstift med vissa bestämda egenskaper till en vidare produktion av glödstift med andra egenskaper.

I detta fall vore det nödvändigt att byta ut den ena eller båda spiralerna eller lindningarna. 10 15 20 25 30 35 45-1 881 3 Det är ett syfte med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett glödstift med en enkel och billig konstruk- tion, vars lindning inte har några svetspunkter.

Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett förfaringssätt för tillverkning av glödstift, som .med enkla modifieringar på trádkonstruktionen möjliggör variation av glödstiftets termiska och elektriska egen- skaper, för att härigenom möjliggöra en tillverknings- omställning från en glödstiftsserie till en annan serie med andra egenskaper, varvid man fortfarande använder samma grundlindning.

Enligt uppfinningen uppnås ovannämnda syften genom att ett glödstift utmärks av en enkel eller monospiral, vars tråd utmed en inledande sträcka av spiralen räknat från anslutningspunkten till strömmataren är belagd med ett material med hög elektrisk konduktivitet, vars resistans har en mycket hög positiv temperaturkoefficient i förhållande till trådmaterialet, så att ändsträckan av spiralen kommer att uppföra sig såsom ett värmeelement för manteln, medan den inledande belagda sträckan kommer att uppföra sig såsom resistans eller styrelement för -matningsströmmen.

Ett glödstift enligt uppfinningen har fördelen att det har en svetsfri spiral, och har också möjlig- heten att det går att variera dess elektriska och ter- miska egenskaper genom att variera den ledande belägg- ningens dimensioner. I ett föredraget utförande av upp- finningen innefattar tràdmaterialet en legering av Fe-Cr-Al, medan den ledande beläggningen är ett nickelbaserat material.

Förfaringssättet för tillverkning av spiraler ut- görs av beläggning av spiralen i ett galvaniskt bad eller ett pläteringsbad med beläggningsmetallsalt sedan man skyddat ändsträckan av spiralen som inte innefattas i beläggningen med ett skikt av isolerande material, och slutligen borttagning av det isolerande skiktet från tråden hos spiralens ändsträcka. 451 881 10 15 20 25 30 35 4 Det är helt uppenbart att i fallet med nickelbelägg- ning, spiralbadbehandlingen utgörs av en nickelplätering.

Förfaringssättet möjliggör en enkel och ganska billig tillverkning av glödstift med olika egenskaper endast genom variation av längden och tjockleken hos det ledande beläggningsskiktet.

Ytterligare egenskaper och fördelar med ett glöd- stift enligt uppfinningen skall framgå av följande be- skrivning och tillhörande ritningar, vílka endast utgör ett föredraget utföringsexempel av uppfinningen.

På de medföljande ritningarna är: fig l en delvis sektíonerad vy, som visar ett glödstift enligt uppfin- ningen; fig 2 en förstorad vy som visar den partiellt belagda spiralen, som används i glödstiftet enligt fig 1; fig 3 en förstorad sektionsvy utmed linjen A-A i sprialen, som visas i fig 2.

Med hänvisning till den medföljande ritningen inne- fattar ett glödstift huvudsakligen en ihålig metallkropp 1, som är försedd med en skruvgänga 2 och en mutter 3, en strömmatare 4, som är isolerat fäst vid kroppen, 'och en rörformig metallmantel 5, som vid sin spets är sluten och vid sin öppna ände är ansluten till det inre av kroppen l.

Den fria änden av manteln skjuter in i förbrännings- kammaren (ej visat) i dieselmotorn för att verka såsom glödelement, medan strömmataren 4 ansluts till en elektrisk strömkälla (ej visat).

Inuti manteln 5 finns en enkel eller monospiral 7, som är inbäddad i ett isolerande material 6 bestående av ett sammanpressat pulver av Mg0 och med sin ena ände ansluten till strömmataren 4 och med sin andra ände till det inre av mantelspetsen. Pulvret 6 åtskiljer manteln 5 från den del av strömmataren som införs i manteln.

Enligt uppfinningen innefattar spiralen 7 en tråd 8 (se fig 3), som utmed en inledande sträcka L1 från anslutningspunkten med strömmataren 4 är belagd med 10 gm 20 25 30 35 451 881 5 ett material 9 med hög elektrisk ledningsförmâga (se fig 3), vars resistans har en mycket hög positiv tempe- raturkoefficient i förhållande till den hos materialet i tråden 8.

Tråden 8 består av en legering av Fe-Cr-Al, medan den ledande beläggningen består av nickel (Ni). Valet av dessa material beror på deras egenskaper, vilka krävs vid den specifika användningen till glödstift. Legeringen Fe-Cr-A1 har ett högt elektriskt motstånd och en låg temperaturkoefficient, medan nickel har motsatta egen- skaper, dvs en låg elektrisk resistivitet och en hög temperaturkoefficient.

Med sådana material kommer ändsträckan L2 av spi- ralen (den obelagda trådsträckan), när matningen på- börjas, att uppträda såsom värmeelement, varvid mantel- spetsen snabbt bringas till bränsletändtemperatur, medan den inledande sträckan Ll (sträckan med belagd tråd) vid start av matningen underlättar strömpassage, men därefter, på grund av temperaturökningen i manteln, och följaktligen på grund av den avsevärda ökningen av dennas resistans, begränsar strömflödet, och däri- genom verkar såsom strömreglering eller motståndselement, så att spiraltemperaturen under hela tillförseltiden hålles inom rimliga gränser.

Det är uppenbart att ett glödstift enligt uppfin- ningen innefattar en spiral bestående av en kontinuer- lig tråd, dvs en tråd utan några förbindningar eller liknande. Därför finns ingen risk för trådbrott, vilket i stället finns i tváspiralsglödstift enligt tidigare teknik. Framförallt behövs inga svetsoperationer vid tillverkning av spiralen 7, vilka, såsom är väl känt, är svåra och dyra att utföra.

En delvis belagd spiral kan erhållas med vilket som helst lämpligt förfaringssätt. Ett speciellt för- delaktigt förfaringssätt som möjliggör enkel variation av den ledande beläggningens dimensioner, skall emeller- tid nu beskrivas med hänvisning till ett glödstift, 451 10 15 20 25 30 35 881 6 som har nickel såsom ledande beläggning. Förfaringssättet inbegriper följande steg: (a) (b) (c) ändsträckan L2 av spiralen skyddas med ett skikt av elektriskt isolerande material. Detta skyddande skikt kan åstadkommas genom förstoft- ning, påstrykning eller doppning i ett bad av det valda isolerande materialet, såsom färg, harts eller liknande; hela spiralen, som således delvis skyddas, be- handlas i ett galvaniskt eller pläterande bad av nickelsalter, som på lämpligt sätt aktiveras.

Således âstadkoms den elektrokemiska belägg- ningen av nickel (nickelplätering, förnick- ling) på den inledande sträckan L1 av spiralen, men inte på sträckan L2, som skyddas av det isolerande skiktet; därefter tas det skyddande skiktet bort från sträckan L2 och spiralen är klar för fastsvets- ning vid mataren 4 och anordnas därefter i man- teln medelst känd teknik. Borttagningen av skyddet kan utföras medelst lösningsmedel eller vilket som helst annat kemiskt eller mekaniskt förfaringssätt.

Det ovan beskrivna förfaringssättet för tillverk- ning av en spiral kan enkelt automatíseras genom att tråden i ett kontinuerligt transportsystem först skydds- behandlas utmed sträckan L2 (steg a), att därefter trå- den behandlas i det galvaniska eller pläterande badet (steg b), och att slutligen skyddet tas bort (steg c).

Med förfaringssättet för tillverkning enligt ovan är det möjligt att noggrant förutbestämma de slutliga egenskaperna hos ett glödstift. Således bestäms sträckan L L2, och, i badet, 1 som skall beläggas exakt genom variation av sträckan genom variation av behandlingstiden för spiralen kan tjockleken s hos metallbeläggningen (se fig 3) pà tråden varieras. Detta innebär att man under andra förhållanden genom variation av ovannämnda dimen- 10 15 20 451 881 7 sioner på samma sätt kan bestämma de elektriska och termiska egenskaperna hos ett glödstift.

Genom att exempelvis öka längden av den belagda sträckan minskas spiralens totala resistans; i detta fall minskar strömmen som passerar genom spiralen vid start, och följaktligen ökar manteluppvärmningshastig- heten eller manteluppvärmningsgraden.

Exporimentellt har man funnit att i ett standard- glödstift med tråd av en Fe-Cr-Al-legering och en le- dande beläggning av rent nickel, man genom att tillse att följande förhållanden föfeliqger L1 :IS och É §,0,l, där ø är tràddiametern, ett glödstift vid en rumstempe- ratur på 20°C når referenstemperaturen 850°C på 4 se- kunder.

I beskrivningen ovan hänvisas till en tråd bestående av en legering av Fe-Cr-Al och en ledande beläggning av Ni, varvid det är uppenbart att också andra material kan användas, under förutsättning att de har liknande .termiska, elektriska, och mekaniska egenskaper.

På liknande sätt kan också den ledande beläggningen åstadkommas genom något annat utfällningssystem eller anbringande av material på annat sätt än genom den be- skrivna elektrokemiska inverkan, utan att fràngå upp- finningen såsom den definieras i patentkraven.

Claims (5)

1. 451 10 15 20 25 30 lss1 PATENTKRAV l. Glödstift för motorfordonsdieselmotorer, inne- fattande en ihålig metallkropp, en strömmatare och en rörformig metallmantel som vid sin spets är sluten, i vilken det finns en elektrisk spiral, som är inbäddad i ett isolerande material och som med sin ena ände är ansluten till strömmataren.och med sin andra ände är invändigt ansluten till mantelspetsen, k ä n n e - t e c k n a t därav, att den inledande sträckan (LI) av spiraltråden (8) räknat från anslutningspunkten till strömmataren (4), är belagd med ett elektriskt ledande material (9), vars elektriska motstånd har en mycket hög positiv temperaturkoefficient i förhållande till motsvarande koefficient hos materialet som utgör spiralen, varigenom dess obelagda ändsträcka (L2) på känt sätt på manteln verkar såsom ett snabbvärmande element vid start, medan den inledande sträckan (L1) verkar såsom regler- eller motståndselement för mat- ningsströmmen, då manteltemperaturen ökar, och att glödstiftets önskade elektriska och termiska egenskaper för dess anpassning till olika motorer är varierbara genom ändring av beläggningens dimensioner såsom dess tjocklek och/eller längd. 7

2. Glödstift enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t därav, att spiraltråden (8) är tillverkad av ett material med hög elektrisk resistivitet och en låg temperatur- koeffiecient, företrädesvis en legering av Fe-Cr-Al, emedan den elektriskt ledande beläggningen (9) utgörs av ett material med ett lågt elektriskt motstånd och en hög temperaturkoefficient, företrädesvis Ni.

3. Förfaringssätt för tillverkning av en spiral enligt de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av följande steg; (a) skyddsbeläggning av spiralens ändsträcka (L2) som inte innefattas i den med elektriskt ma» 10 15 20 451 881 9 ledande beläggning belagda delen med ett' skikt av elektriskt isolerande material; (b) behandling av den sålunda skyddade spiralen i ett galvaniskt- eller pläteringsbad baserat på salter av beläggningsmetallen, för att åstadkomma den elektrokemiska avsättningen av den utvalda metallen endast på trädens oskyddade inledande sträcka (L1); och _ (c) borttagning av det isolerande skyddet från sträckan (L2) av spiralen för att åstadkomma en psiral som är belagd endast på den inledande sträckan (L1).

4. Förfaringssätt för tillverkning av en spiral enligt krav 3; k ä n n e t e c k n a t av att det galvaniska eller pläterande badet är baserat på nickel- salter, som är aktiverade på lämpligt sätt (nickel- pläteringsprocess).

5. Förfaringssätt för tillverkning av en spiral enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att det isolerande skyddet av sträckan (L2) ßstadkoms medelst en beläggning av en färg, en harts eller liknande, vilken utförs genom förstoftning, pâstrykning eller doppning i ett bad med materialet.