本發(fā)明涉及一種預(yù)熱塞,其具有由陶瓷或金屬管同樣制成的套管,其包括管狀金屬本體,且設(shè)有螺紋以擰緊至發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸頭中,并且套管中設(shè)有加熱元件,中心電極穿過本體,所述中心電極聯(lián)接至加熱元件的一個(gè)端子,而加熱元件的另一個(gè)端子聯(lián)接至本體,從而形成與地線的聯(lián)接,本體的另一個(gè)端部設(shè)有初級(jí)連接件,其接納制造商的連接件。安裝在電極上的此初級(jí)連接件聯(lián)接至電極,并且通過電絕緣圈與本體絕緣。
本發(fā)明還涉及此類預(yù)熱塞的制造方法。
背景技術(shù):
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù),已知各種預(yù)熱塞。圖1B、圖2B、圖3B示出了這些塞200之一的后部的剖視圖,其后部用于通過螺紋212和超出其的用于接納初級(jí)連接件240的部分將塞的本體210固定至發(fā)動(dòng)機(jī)的室中,初級(jí)連接件240將接納制造商的連接件。此初級(jí)連接件240通常適合于制造商,而預(yù)熱塞200的其它部分是相同的,無論安裝預(yù)熱塞200的是哪家汽車制造商。
預(yù)熱塞200的前部(未示出)包括本體,該本體設(shè)有例如陶瓷制成的加熱前端,其包含加熱電絲,加熱電絲的一個(gè)接頭聯(lián)接至管狀本體210(導(dǎo)體,其本身通過其擰緊(螺紋212)聯(lián)接至發(fā)動(dòng)機(jī)中的地線),且另一個(gè)接頭聯(lián)接至穿過管狀本體210的鏜孔211并且與管狀本體210完全電絕緣的中心電極220,以通過它的另一端部聯(lián)接至初級(jí)連接件240,該初級(jí)連接件240本身接納制造商的連接件以由此供給加熱元件。中心電極220的后端設(shè)有輥紋部分221,并且容納在初級(jí)連接件240的盲孔241中以通過鑲接250固定在此處。
參照?qǐng)D2B,后端213在外部形成用于塞的工具柄,且后端213在鏜孔211的出口處包括支撐錐214和锪孔215,以接納密封襯墊230和絕緣墊圈235,這兩個(gè)元件均接合在中心電極220上,并且,當(dāng)這些襯墊230、235同時(shí)彼此壓縮并且抵靠支撐錐214和锪孔215時(shí),使中心電極220由此與本體210隔開不發(fā)生接觸。當(dāng)在本體210的后部部分213的方向擠壓接合在中心電極220的端部上的初級(jí)連接件240時(shí),初級(jí)連接件240鑲接250(圖1B)抵靠輥紋221。
預(yù)熱塞200所經(jīng)歷的溫度的很大變化引起例如中心電極220和管狀本體210等部件的長(zhǎng)度的很大改變。中心電極220的這些長(zhǎng)度變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于管狀本體210的長(zhǎng)度變化。絕緣墊圈235不再接觸管狀本體210的锪孔215,并且鏜孔211內(nèi)部與外部環(huán)境之間的密封性有被破壞的風(fēng)險(xiǎn)。為了避免這個(gè)密封性損壞的缺點(diǎn),襯墊230(柔性的O形襯墊)插置在管狀本體210與絕緣墊圈235之間。密封襯墊230在靜止時(shí)是具有過量尺寸的,并且通過絕緣墊圈235和連接件240處于持久的壓縮。為了保持襯墊230的此持久壓縮,通過連接件240的鑲接250在輥紋221上將連接件240保持在中心電極220的合適位置上。但是,當(dāng)中心電極220、絕緣墊圈235與連接件240構(gòu)成的組件發(fā)生變化時(shí),通過彈性確保密封。此密封發(fā)生在襯墊與支撐錐214、中心電極220和絕緣墊圈235的前表面的三個(gè)接觸區(qū)域中。為此,當(dāng)將O形密封件230組裝在中心電極220上時(shí),密封件在經(jīng)過中心電極220的輥紋221上時(shí),襯墊經(jīng)歷其直徑的擴(kuò)大。輥紋221的外部直徑實(shí)際上大于中心電極220的光滑部分的直徑。由于O形襯墊230具有彈性,所以其能如此通過。然后,通過連接件240的設(shè)有支撐凸緣242的端部在支撐于密封襯墊230上的絕緣墊圈235上施加的推力使其處于壓縮。通過連接件240鑲接250在中心電極220的輥紋221上使得以持久的方式確保這些部件的此壓縮。
然而,這些不同的部件和這種組裝形式意味著預(yù)熱塞制造的大量成本,這既是由于部件的數(shù)量,也是由于組裝操作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明目的
本發(fā)明的目的是通過減少部件數(shù)量來簡(jiǎn)化預(yù)熱塞的制造過程,并且改良預(yù)熱塞的可靠性及其效率。
本發(fā)明的概述和優(yōu)點(diǎn)
為此目的,本發(fā)明的目標(biāo)是一種上述類型的預(yù)熱塞,其特征在于,所述本體的后端終止于支撐表面,鏜孔通往所述支撐表面中,中心電極包括輥紋,輥紋外部直徑小于中心電極的光滑部分的直徑,襯墊由包括凸緣的套筒構(gòu)成,套筒的厚度大于中心電極的光滑表面與鏜孔之間的間隔的尺寸,此套筒強(qiáng)制插入在間隔中,并且凸緣支撐抵靠后部部分的支撐表面和連接件的支撐凸緣,并且套筒的內(nèi)部直徑大于輥紋的外部直徑。
根據(jù)本發(fā)明的預(yù)熱塞由于襯墊實(shí)現(xiàn)了腔體的密封性,無論塞本體與中心電極之間在溫度變化的影響下發(fā)生怎樣的相對(duì)移動(dòng),所述襯墊的套筒均能實(shí)現(xiàn)密封性。塞的實(shí)施很簡(jiǎn)單,因?yàn)橹恍枰苍O(shè)單個(gè)襯墊。根據(jù)另一個(gè)有利特征,本體的后端的支承支撐表面包括锪孔,該锪孔接納襯墊的凸緣。
通常情況下,襯墊的凸緣可以直接支撐抵靠后部部分的支撐表面,但是優(yōu)選的是,此支撐表面包括锪孔,以使凸緣的一部分被止擋在锪孔中,并且使凸緣的一部分厚度超出,以允許支撐抵靠連接件的凸緣,從而確保安裝的緊固。
根據(jù)另一個(gè)特征,該襯墊是由聚酰胺制成的,尤其是己內(nèi)酰胺PA6的共聚物PA6/6制成的。此襯墊的優(yōu)點(diǎn)是能耐受發(fā)動(dòng)機(jī)工作期間的溫度變化和密封件可能接觸到的腐蝕性制劑。
附圖說明
下文將借助附圖中所示的根據(jù)本發(fā)明的預(yù)熱塞和作為比較的以類似方式示出的已知的預(yù)熱塞來更詳細(xì)地描述本發(fā)明:
-圖1A是根據(jù)本發(fā)明的預(yù)熱塞在鑲接之后的后端的軸向剖視圖。
-圖2A是與圖1A的相似的軸向剖視圖,但是其中拆卸了連接件和襯墊,
-圖3A示出了表現(xiàn)塞的后端在鑲接之前的裝配的軸向剖視圖,
-圖1B、圖2B、圖3B是已知的預(yù)熱塞的后端的剖視圖,其處于與本發(fā)明的預(yù)熱塞相同的條件下,并且明顯示出了這兩種塞之間的差異。
具體實(shí)施方式
按照慣例,這些附圖只示出了根據(jù)本發(fā)明的預(yù)熱塞的后端(以及還有已知的預(yù)熱塞的后端),即,示出了電極的設(shè)有初級(jí)連接件的部分,而并未示出具有加熱的、陶瓷制成的套管的前端。
根據(jù)圖1A,本發(fā)明的預(yù)熱塞1包括管狀本體10,其未示出的前端設(shè)有陶瓷制成的加熱套管或金屬管加熱套管,在加熱套管中容納有加熱電阻絲。此電阻絲通過一個(gè)端部聯(lián)接至形成導(dǎo)體的管狀本體10以與車輛電路的地線聯(lián)接,而電阻絲的另一個(gè)端部聯(lián)接至穿過管狀本體10的鏜孔11的中心電極20,以在其后端接納初級(jí)連接件40,并且插入襯墊30,同時(shí)確保組裝至連接件40的中心電極20與本體10之間的密封性以及電絕緣。
以更詳細(xì)的方式,根據(jù)圖2A,金屬本體10(即導(dǎo)體)除了從一端穿過到另一端的鏜孔11之外,還包括螺紋12以將塞擰緊至發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸頭中。本體10的后部終止于后部部分13處,從而形成用于塞的擰緊的工具柄。此部分13的內(nèi)部具有光滑的表面,其由鏜孔的端部14和部分13的后表面131構(gòu)成,該后表面131設(shè)有锪孔15,以接納且支撐襯墊30。
中心電極20(僅示出其后部部分)包括光滑的圓筒狀桿,該桿直徑為D0,中心電極20的后端終止于輥紋21處,輥紋21的直徑D1小于或者至多等于光滑部分的直徑D0。
襯墊30包括套筒31,套筒31的外部直徑D2略大于鏜孔11的內(nèi)部直徑D3,并且套筒31的內(nèi)部直徑D4基本上等于中心電極20的直徑D0。在套筒31之后是凸緣32,該凸緣32與套筒31形成一體。套筒31通過壓配容納于中心電極20與鏜孔的端部14之間的間隔中,凸緣32部分地進(jìn)入锪孔15中。該組件通過連接件40緊固。
連接件40是實(shí)心工件,其設(shè)有端孔41以接納中心電極20的端部,尤其是其輥紋部分21。連接件40的前部設(shè)有支撐凸緣42,其之后是止擋凸緣43,該止擋凸緣43限定表面44,該表面用于接納制造商的連接件。
該組裝結(jié)束于使連接件40的包括在兩個(gè)凸緣42、43之間的部分鑲接50在中心電極20的輥紋端部21上。
塞的內(nèi)部的密封性的實(shí)現(xiàn)是通過套筒31的壓配接觸以及套筒31在中心電極20的光滑表面與鏜孔11在它的部分14上的光滑表面之間的持續(xù)壓縮。為此,套筒31的壁的厚度大于鏜孔11在它的部分14上與中心電極20的光滑壁之間的間隔的尺寸(即(D3-D0)/2)。而且,內(nèi)部直徑D4等于中心電極20的直徑D0,使得套筒31沒有被輥紋21阻擋或損壞的風(fēng)險(xiǎn),輥紋21的直徑D1小于中心電極20的直徑D0。襯墊30優(yōu)選地通過塑料復(fù)合材料在加熱和加壓下的注射所獲得,例如,聚酰胺PA6或PA66。
密封性的實(shí)現(xiàn)是通過將套筒31用力插入至限定中心電極中的圓形間隔的兩個(gè)表面之間。由于套筒31強(qiáng)制插入在間隔中,使得套筒31的厚度減小,從而使套筒31以相等的壓力抵靠在鏜孔11的表面上和中心電極20的表面上。此壓力保持不變,并且確保管狀本體的腔體與環(huán)境之間的密封性。
由于套筒31的內(nèi)表面不會(huì)因?yàn)榻?jīng)過輥紋21上而受到損壞,所以在套筒31的抵靠在中心電極20的光滑部分上的內(nèi)表面處的密封性不會(huì)有遭到破壞的風(fēng)險(xiǎn)。
在工作時(shí),即使中心電極膨脹,將連接件40的支撐凸緣42從襯墊30的凸緣32的后表面推開,這樣也不會(huì)改變套筒31在鏜孔11中以及在中心電極20周圍的保持狀態(tài),并且不會(huì)導(dǎo)致密封性破壞。因此,總而言之,不管是冷還是熱,即使管狀本體10、套筒31與中心電極20之間可能發(fā)生滑動(dòng),腔體的密封性也始終得到保證。
圖1A示出了在鑲接之后處于完成狀態(tài)的預(yù)熱塞。
圖2A示出了預(yù)熱塞1的后端的第一安裝階段,其前端已經(jīng)組裝完畢,即,加熱套管已經(jīng)固定至本體10并且固定至中心電極20的前端。圖2A的未組裝的剖視圖允許更準(zhǔn)確地看到各種元件在其接點(diǎn)處的形狀。
圖3A示出了預(yù)熱塞1的后端在鑲接之前的組裝,并且在鑲接之后,預(yù)熱塞1處于完成狀態(tài),如圖1A所示。