CN106796030A - 具有轴向压制的加热插件的用于能够电加热的电热塞的加热体和从属的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于能够电加热的电热塞的加热体（1），该加热体具有灼热管（11）和布置在所述灼热管（11）中的加热插件（12），该加热插件具有所述至少一个线圈（121）和与此被挤压的绝缘粉末（122），其中，所述加热插件（12）是轴向压制的构件。此外，本发明提供了一种用于制造用于能够电加热的电热塞的加热体（1）的方法。

Description

具有轴向压制的加热插件的用于能够电加热的电热塞的加热 体和从属的制造方法

技术领域

本发明涉及用于能够电加热的炽热引火塞或者电热塞的加热体，并且具体而言一种电热塞-加热体，其带有设置在其里面的加热插件，其中，所述加热插件至少包括作为电的电阻元件起作用的线圈和绝缘粉末。本发明还涉及一种用于能够电加热的电热塞的这样的根据本发明的加热体的制造方法。

背景技术

已知的电热塞此时不仅使用作为在内燃机的腔（这样例如压缩空气的自行点火的柴油马达的前腔、旋窝腔或者燃烧腔）中的冷起动辅助件，而且在其它的应用领域上例如作为在柔性-燃料-驱动***的共轨喷射***中的推进剂加热器件，作为在利用煤油运行的燃气涡轮机和油加热器的起动时的冷起动辅助件等。作为在具有柴油马达（该柴油马达相比于由汽油运行的内燃机拥有较高的效率）的已知的机动车中的冷起动辅助件，它们具体而言支持在冷起动时的起动过程，因为在该起动过程中，所喷射的柴油燃料的毫无障碍的自行点火一般不可行。同样，在所述起动之后，还常常有意义的是，设置以电热塞为形式的热源，以便改善该马达的冷运转以及其废气排放，其中，不同的燃料品质也能够降低被压缩的空气/柴油混合物的点火性能。相应于此，在具有备选的驱动***的现代的机动车中，例如具有柔性-燃料-驱动装置的机动车中，也即这样的驱动***：其能够利用汽油、醇类甲醇和乙醇以及这三种燃料的任意的混合物来运行，在温度较低时，燃料的点火是有疑难的，其中，在相应的共轨喷射***中的燃料通过电热塞来加热是有利的。

为了对付所提到的问题，在柴油马达的燃烧室中或者在柔性-燃料-机动车的共轨喷射***中在正常情况下分别存在至少一个能够电加热的电热塞，也即GLP（英语的专业概念“glow plug电热塞”），借助于该电热塞，要么所述柴油马达在起始阶段中预热，要么恰好醇类燃料在所述柔性-燃料-驱动***的运行中得以加热。在此，采用的电热塞通常具有作为电的电阻元件起作用的线圈，该线圈要么由两个彼此相连的由不同的材料形成的螺旋部分组成，也即由一个加热线圈和一个与此加热线圈相连的调节线圈组成，要不然由一个唯一的线圈即一个所谓的单线圈组成，该线圈将调节线圈和加热线圈的性质联合在唯一的线圈中。

具有由加热线圈区段911和调节线圈区段912组成的线圈91的电热塞（正如它在图8中所示那样）的示例例如由博世公司已知作为所谓的Duratherm-铬-炽热引火塞。在其里面所示的电热塞9包括线圈91，该线圈布置在金属的灼热管92内，其中，所述灼热管92被保持在壳93中。所述线圈91在所述灼热管92内嵌入到电绝缘的但是导热的填充粉末94中。线圈91的一个端部、也即所述加热线圈区段911的一个端部与所述灼热管92的裸露的尖部的内侧相连，其中，所述灼热管92也能够称为灼热针或者加热针。所述线圈91的另一个端部、也即所述调节线圈区段912的一个端部与联接销轴95相连，其中，所述联接销轴95与所述线圈91的连接部表现为所述电热塞9的正触头。所述线圈91的负触头经过所述灼热管92和继续经过通往所述马达机体的所述壳93来构造。所述联接销轴95相对于灼热管92通过电绝缘的灼热管密封部96来固持并且相对于壳93利用电绝缘的壳密封部97来固持。此外，圆插头98布置在用于线圈91的正触头的电接触的、联接销轴93的自由的端部处，其中，所述绝缘盘99被设置用于在圆插头98和壳93之间的电绝缘。所述线圈91、灼热管92、绝缘粉末94、联接销轴95和灼热管密封部96在此表现为所述电热塞的所谓的加热体，也称为加热器或者灼热针。

在金属的电热塞9（“m-GLP”）的前述的常规的结构中，所述线圈91首先装入到所述灼热管92中，与此灼热管例如通过焊接相连，此后，所述灼热管92利用导热的和电绝缘的填充粉末94来填充、密封并且通过所谓的旋锻方法而加工到特定的外部尺寸上。所述旋锻主要被执行用于压缩所述灼热管92的内部，以便保证从所述线圈91向着所述灼热管92的外表面的良好的导热。但是，在通过旋锻所产生的压缩过程中，使得所述线圈91较大程度地形变。但是在此，在对于所述线圈91采用高延展性的金属或金属合金例如铁合金或者镍合金时，螺旋线直径能够增大，并且所述线圈91的原本圆形的横截面相应是蛋圆形。在用于所述线圈91的硬的和相当不易延展的材料、例如难熔金属如钨和钼的情况中，所述形变通过所述旋锻还更大程度地表现出来，其中，虽然所述螺旋线直径几乎不改变，但是所述线圈91沿着其线轴弯曲。旋锻，也就是说螺旋线的从中得到的形变在此能够导致所述线圈91的经短路的卷旋、在灼热管92和线圈91之间的短路、以裂纹为形式的所述螺旋线的损坏等。在任何情况中，由此所述线圈91的电性质会显著地变差并且据此所述电热塞9的功能和品质会显著地变差。

发明内容

为了解决现有技术的前述的问题，建议了具有权利要求1的特征的用于能够电加热的电热塞的加热体、具有权利要求4的特征的电热塞以及具有权利要求5的特征的相应的制造方法。本发明的有利的改型方案通过从属权利要求的特征来表征。

具体而言，本发明的一个观点是提供能够电加热的电热塞的加热体，该加热体具有灼热管和布置在该灼热管中的加热插件，该加热插件至少由线圈（也称为灼热线圈）和由此被挤压的绝缘粉末组成，其中，所述加热插件是轴向被压制的构件。将轴向被压制的构件（也称为轴向被挤压的构件）理解为由不同的组件形成的构件，该组件彼此通过在被压制的构件的轴向方向上实施的压制或者压实过程借助于至少一个压制模具如此地连接：使得被压制的构件保持其最终的形状并且能够如同脆性的材料那样***作。在此，这样的压制模具通常由两个压力模（也称为压制模）组成，该压力模利用压力来加载有待挤压的组件，其中，一般一个压模保持所述有待挤压的组件。所述压模能够也许也是一个结构组件的一部分，在该结构组件中应该装入最后被压制的构件。从中产生的加热插件（该加热插件在所述压制之后由至少所述线圈和经压缩的绝缘粉末组成）也能够称为线圈-紧凑粉末-复合体。

灼热管在根据本发明的加热体中通常是单侧经闭合的、管状的构件，该构件要么能够构造为单独的部件（该部件能够被保持在所述电热塞的壳中）也或者有时候能够构造为所述电热塞的壳的一部分。

所述灼热管能够在此由相应的金属形成，优选由高温金属合金例如镍合金形成。在此，所述线圈作为内置的热导体嵌入到绝缘粉末中，其中，所述线圈要么是所谓的单物质线圈或者单线圈（其组合了加热功能和调节功能）要么是所谓的双物质线圈（其由至少两个彼此相连的由不同的原材料形成的螺旋部分组成，也就是说，由加热线圈和与此相连的调节线圈形成）。在此，对于双物质线圈的原材料，通常作为调节线圈材料采用含铁的合金，例如CoFe8，也或者镍合金，结合热导体合金，例如带有70%铁份额的铁合金CrAl 25 5。作为调节线圈材料能够作为对此的备选方案也采用钼或者钨。所述正极通过线圈的第一端部来构造，并且所述负极通过所述线圈的第二端部与所述灼热管的连接部来产生，该连接部经过电热塞的优选金属的壳与作为接地连接部的所述马达机体相连。在此，在灼热管和所述电热塞的壳之间还能够设置容纳部件。关于所述绝缘粉末优选的是，所述根据本发明的加热体的绝缘粉末具有热膨胀系数，该热膨胀系数在大小和温度走势中至少类似于包围的线圈的材料的热膨胀系数。正如此外从DE 27 46 595 A1已知的那样，在使用钼或者钨作为螺旋材料时，所述绝缘粉末优选地能够由氧化镁（MgO）、氧化铝（Al₂O₃）、氮化硅、氮化硼、碳化硅或氮化铝组成。

按照根据本发明的加热体的一个优选的改型方案，所述加热插件还能够具有粉末压件，该粉末压件布置在所述线圈的内部中空室中，也就是说布置在通过优选螺旋状的线圈所包围的中空室或者线圈芯中，所述线圈的卷旋围着该线圈芯卷绕，其中优选地，所述绝缘粉末和所述粉末压件由不同的粉末材料组成，或者其中，所述绝缘粉末和所述粉末压件由具有不同的颗粒大小的相同的粉末材料组成。

在此，作为材料，能够在所述线圈的内部使用氧化铝，并且在例如在该线圈的卷旋之间和在线圈和灼热管之间的其余的中空室中使用氧化镁。在此的优点是，相比于向外，向内提供较差的导热，并且由此达到了所述电热塞的显著经改善的加热速度和功率消耗。把粉末压件理解为由粉末挤压被压制的组件，该组件接下来能够作为以单个的构件为形式的粉末复合体来操作。这在本发明中具有的优点在于，粉末压件能够被装入到所述线圈中并且接下来在压制过程中连同所述线圈和所述绝缘粉末能够被挤压，而所述粉末压件的粉末不与绝缘粉末在该压制前混合。

按照根据本发明的加热体的一个优选的改型方案，所述加热插件的线圈与所述灼热管电连接。具体而言，所述加热插件的线圈（该线圈至少部分地从加热插件中裸露并且构造了所述线圈的负极或者负触头）与所述灼热管的内侧在所述灼热管的闭合的、从所述壳裸露的端部处（优选通过焊接或钎焊）材料接合地连接。在在所述灼热管中压制所述加热插件时，所述线圈已经在压制所述加热插件之前能够与所述灼热管进行材料接合地连接。

按照本发明的一个另外的观点，还提供了电热塞，该电热塞具有这样的加热体。作为具有根据本发明的加热体的这样的电热塞的另外的组件，这些（正如从上文所提到的现有技术中已知的那样）此外能够是壳、把所述联接销轴相对于所述壳进行绝缘的电绝缘的壳密封部、被设置在所述联接销轴的裸露的端部处的圆插头以及绝缘盘，该绝缘盘被设置用于在圆插头和壳之间的电绝缘。所述联接销轴能够在电热塞中与所述线圈的第二端部（该端部相对于所述线圈的与所述灼热管相连的第一端部对置并且构造了所述线圈的正极或者正触头）处于电接触中，例如通过旋拧、压入或者类似的方法。在此也能够考虑的是，在线圈和联接销轴之间设置导电的压缩构件，该压缩构件方便了在这些组件之间的电连接。

按照本发明的一个另外的观点，提供了一种用于制造能够电加热的电热塞的加热体、尤其用于制造如前述那样的加热体的方法，其中，所述根据本发明的方法在此顺序中包括下述的步骤：

形成线圈的步骤，这样地，即，此线圈在轴向压制的下述步骤之后具有预先确定的造型，也就是说具有至少一个特定的螺旋直径和具有在单个的卷旋之间的特定的间距的造型；

在使用定心辅助件的情况下提供和定心至少所述线圈的步骤；

提供包围所述线圈的绝缘粉末的步骤；

把至少所述线圈和绝缘粉末轴向地压制为加热插件的步骤；

利用填充材料来填充所述灼热管的内部空间的一部分的步骤，该内部空间不被加热插件占据；

把联接销轴装入到所述灼热管中的步骤，并且建立在联接销轴和线圈之间的电连接部，优选通过压入、敛缝、磁成形、旋拧、焊接或者钎焊；并且

利用密封元件来密封所述灼热管的内部空间的步骤。

换句话说，在根据本发明的方法中作为第一步骤如此地成形所述线圈：使得此线圈在与所述绝缘粉末挤压之后，压缩为事前设计的带有卷旋的一个或多个螺旋直径以及在单个的卷旋之间的特定的间距的造型，所谓的线圈构造。在这里，作为线圈能够采用单物质线圈或者具有由不同的原材料形成的加热线圈和调节线圈的双物质线圈。在轴向地压制所述线圈和所述绝缘粉末成为加热插件的步骤中，相应地，所述线圈连同所述电绝缘的绝缘粉末被压制或者被压缩为复合体，其中，所述加热插件是轴向被压制的构件，也称为轴向被挤压的构件。将其理解为由不同的组件形成的构件，该组件彼此通过在被压制的构件的轴向方向上实施的压制或者压实过程借助于至少一个压制模具如此地连接：使得被压制的构件保持其最终的形状并且能够如同脆性的材料那样***作。这样的压制模具通常由至少一个压力模（也称为压制模）形成，该压力模能够利用压力来加载有待挤压的组件，其中，要么所述灼热管自身，要不然配合模或者配合压力模连同所述压模来固持有待挤压的组件并且由此产生了反压。在此，所述压力模能够具有平整的压制表面。

按照根据本发明的方法的一个优选的改型方案，提供至少所述线圈和包围此线圈的绝缘粉末的步骤还能够包括粉末压件，该粉末压件布置在所述线圈的内部，也就是说布置在通过所述螺旋状的线圈包围的中空室或者螺芯中，其中优选地，所述绝缘粉末和所述粉末压件由不同的粉末材料组成，或者其中，所述绝缘粉末和所述粉末压件由具有不同的颗粒大小的相同的粉末材料组成。把粉末压件理解为由粉末压制的和可能硬化的组件，该组件能够作为以单个的构件为形式的粉末复合体接下来***作。这在本发明中具有的优点在于，粉末压件能够被装入到所述线圈中并且接下来在压制的步骤中连同所述线圈和所述绝缘粉末能够被挤压成为加热插件，而所述粉末压件的粉末不与绝缘粉末在压制之前混合。

按照根据本发明的方法的一个优选的改型方案，在所述灼热管中执行轴向地压制至少所述线圈和所述绝缘粉末成为加热插件的步骤。在此，定心辅助件在所述轴向压制的步骤之前被从所述灼热管中去除。具体而言，所述线圈和所述绝缘粉末在所述压制之前位于单侧经闭合的灼热管内，并且然后在所述灼热管中被压制并且被压缩为加热插件，其中，所述线圈在所述压制之前与所述灼热管电连接，优选地通过焊接或者钎焊。在此，所述轴向压制能够通过压力模来发生，该压力模要么具有平整的施加压力的侧部或者端面，要不然其中，所述压力模的施加压力的侧部优选地具有空隙或者槽口，在该空隙或者槽口中容纳着所述线圈的第一端部，并且具体而言是所述线圈的这样的端部：其构造了正触头，该正触头稍后与所述联接销轴进入接触中。所述压力模的施加压力的端部还能够当然也具有变小的外直径，其中于是，在所述轴向压制的步骤中，所述压力模的施加压力的端部被所述线圈的第一端部包围，从而在所述轴向压制的步骤中，没有轴向的压制压力施加到所述线圈的第一端部上。这意味着，所述线圈的第一端部具有线圈直径，该线圈直径允许的是，所述压力模的施加压力的端部停留在所述线圈的第一端部的绕组内。因为在此，所述线圈的第二端部具有较小的线圈直径，则在所述轴向压制的步骤中，仅压力施加到所述线圈的这样的区段上：该区段具有较小的线圈直径，并且线圈的具有较大的线圈直径的区段不获得轴向的压制力并且保留在其预先形成的造型中，而所述线圈的其它的区段被压制和压缩。

按照根据本发明的方法的一个备选的优选的改型方案，轴向压制至少所述线圈和所述绝缘粉末成为加热插件的步骤不依赖于灼热管而独立地在压制装置中执行，该压制装置至少由压力模、配合压力模和压模、优选柱筒状的压模组成。在此，在使用定心辅助件的情况下提供和定心至少所述线圈的步骤、提供包围所述线圈的绝缘粉末的步骤和轴向压制至少所述线圈和包围此线圈的绝缘粉末成为所述加热插件的步骤能够在所述压制装置中执行。在这些步骤之后，把完成压制的加热插件装入到所述灼热管中，并且优选通过材料接合的连接方法例如焊接或者钎焊把所述线圈与所述灼热管电连接。接下来，根据本发明的方法以利用填充材料来填充灼热管的内部空间的一部分的步骤、将联接销轴装入到所述灼热管中并且在联接销轴和线圈之间建立电连接部的步骤和利用密封元件来密封所述灼热管的内部空间的步骤来延续。

按照根据本发明的方法的另一个优选的改型方案，所述压力模的施加压力的侧部能够具有空隙或者槽口，在该空隙或者槽口中容纳着线圈的第一端部，并且具体而言所述线圈的这样的端部：其构造了所述正触头，该正触头接下来与所述联接销轴进入连接中。作为对此的附加方案或备选方案，配合压力模的施加压力的侧部也能够具有空隙或者槽口，在该空隙或者槽口中容纳着所述线圈的另一个端部，并且具体而言所述线圈的这样的端部：其与所述灼热管的内侧在其闭合的从所述壳裸露的端部处材料接合地、优选通过焊接或者钎焊进行连接。

在使用具有压力模、配合压力模和压模的压制装置的情况下，在此，所述线圈能够在所述轴向压制的步骤之前并且在将所述绝缘粉末填入到所述压模中期间，通过定心构件被保持在所述压模的中部，从而所述绝缘粉末均匀地围绕所述线圈分布。具体而言，在此，所述线圈借助于作为定心辅助件起作用的定心构件而装入到所述压模的中部。所述定心构件能够在此是定心套筒等。接下来，把所述绝缘粉末填入到所述压模的剩余的中空室中并且摇动这个整体，从而所述绝缘粉末均匀分布。此后去除所述定心构件并且添加额外的绝缘粉末，直到所述线圈完全被绝缘粉末遮盖，并且接下来再一次摇动，从而所有的绝缘粉末在所述压制之前均匀分布在所述压模中。因此，定心辅助件在所述轴向压制的步骤之前被从所述压模中去除。最后，所述压模的内含物利用压力模轴向地、也即在所述压模的纵轴线的方向上被压制成为加热插件。所压入的线圈-紧凑粉末-复合体于是从压模中取出并且装入到所述灼热管中并且与此灼热管连接，然后所述联接销轴装入到所述壳中并且与所述线圈的自由的第一端部相连。优选地，在所述压制步骤之前，所述线圈的第二端部（该端部有待与所述灼热管连接）利用能够去除的材料、所谓的占位器（该占位器优选地由塑料泡沫或者类似的海绵状的物料例如聚酰胺、聚氨酯等作为聚合物或者在金属情况中的镍合金组成）来包围，以便在所述轴向压制的步骤期间使得所述线圈的此端部独立于绝缘粉末来保持。在所述压制之后，所述占位器从所述线圈的第二端部移开并且此第二端部与所述灼热管相连，例如通过焊接或者钎焊。所述线圈的另外的第一端部与所述联接销轴的接触通过敛缝、磁成形（Magnetumformung）、旋拧、压入、焊接或者类似的方法来实现。

发明优势

利用用于电热塞的根据本发明的加热体或利用根据本发明的制造方法，能够保障从线圈向着所述灼热管表面的导热，并且能够省去借助于旋锻的完成组合的灼热管的缩小或者至少显著减少这个旋锻。由此，保障了从线圈或从线圈的加热线圈区段向着所述灼热管的导热，其中，通过避免旋锻实现了显著节省在完成组合的灼热管处的压缩步骤。通过在没有旋锻时生产加热体，使得所述线圈较不被损坏或完全无损，这显著改善了所述方法的再现性以及所述电热塞的稳健性。

本发明因此提供了用于电热塞的加热体以及一种与此有关的制造方法，该制造方法显著地减小或者甚至完全避免了在所述灼热管的旋锻期间所述加热体的线圈的不被希望的形变。这点通过轴向地挤压线圈和电绝缘的、但导热的绝缘粉末成为经压缩的加热插件（在该加热插件装入到所述灼热管中之前或者之后）实现，其中，所述加热插件是在轴向方向上导电的和在径向方向上电绝缘的加热插件。

附图说明

图1示出了在自由剖切的横剖图中的用于按照本发明的第一优选的实施方式的电热塞的加热体；

图2示出了在自由剖切的横剖图中的用于按照本发明的第二优选的实施方式的电热塞的加热体；

图3示出了在自由剖切的横剖图中的用于按照本发明的第三优选的实施方式的电热塞的加热体；

图4示出了在横剖图中的用于按照第一优选的实施方式的电热塞的在图1中展示的加热体的制造方法的互相接续的步骤；

图5示出了在横剖图中的用于按照第二优选的实施方式的电热塞的在图2中展示的加热体的制造方法的互相接续的步骤的摘取部分；

图6示出了在横剖图中的用于按照第三优选的实施方式的电热塞的在图3中展示的加热体的制造方法的互相接续的步骤的摘取部分；

图7示出了在横剖图中的用于按照第二优选的实施方式的电热塞的在图2中展示的加热体的备选的制造方法的互相接续的步骤的摘取部分；并且

图8示出了在横剖图中的按照现有技术的电热塞。

具体实施方式

在图1中示出了用于按照第一优选的实施方式的电热塞的根据本发明的加热体1，在该电热塞中，为清楚起见，省去了组件例如壳以及绝缘构件和联接元件。在图1中所示的加热体1具有金属的灼热管11、布置在其里面的加热插件12（该加热插件布置在所述灼热管11的经闭合的端部112的内部）和联接销轴13，该联接销轴经过接触元件14与所述加热插件12处于连接中。所述加热插件12以及所述联接销轴13在此从所述灼热管11的敞开的端部111旁侧装入到此灼热管中，该端部相对于所述灼热管11的经闭合的端部112对置地布置。

所述加热插件12由来自线圈121和绝缘粉末122的被挤压的复合体组成。所述线圈121的第一端部1211（该端部相对于所述灼热管11的经闭合的端部112对置地布置）建立了加热插件12与所述接触元件14的连接部。所述线圈121的第二端部1212与所述灼热管11的经闭合的端部112处于电连接中，其中，所述线圈121的第二端部1212与所述灼热管11的经闭合的端部112材料接合地处于连接中，例如办法是：所述线圈121的第二端部1212与所述灼热管11的内侧焊接在该灼热管的经闭合的端部112处，或者办法是：所述线圈121的第二端部1212穿透所述经闭合的端部112地与此端部材料接合地连接。

联接销轴13的位于所述灼热管11内的部分以及所述接触元件14（该接触元件能够以导电的和能够弹性形变的体部的形式、例如以金属弹簧、石墨片等的形式存在）由电绝缘的填充材料15例如陶瓷粉末、烧结陶瓷、陶瓷泡沫等包围，其中，所述填充材料15通过环形的绝缘的密封元件16而保持在所述灼热管11中。所述填充材料15通过所述灼热管11的敞开的端部111填入。取代所述填充材料15，也能够作为备选方案设置空腔。

类似于图1，图2示出了用于按照第二优选的实施方式的电热塞的根据本发明的加热体1'，在该电热塞中，为清楚起见，省去了组件例如壳以及绝缘构件和联接元件。

在图2中所示的根据本发明的加热体1'的部分具有金属的灼热管11'、布置在其里面的加热插件12'（该加热插件布置在所述灼热管11'的经闭合的端部112'的内部）和联接销轴13'，该联接销轴与所述加热插件12'处于连接中。

所述加热插件12'以及所述联接销轴13'在此从所述灼热管11'的敞开的端部111'旁侧装入到此灼热管中，该端部相对于所述灼热管11'的经闭合的端部112'对置地布置。

所述加热插件12'由来自线圈121'和绝缘粉末122'的被挤压的复合体组成。所述线圈121'的第一端部1211'（该端部相对于所述灼热管11'的经闭合的端部112'对置地布置）建立了加热插件12'与所述联接销轴13'的连接部。在这里，所述线圈121'的第二端部1211''不同于在图1中所示的实施方案而由从所述加热插件12'向着所述联接销轴13'的方向伸出的线圈区段形成，该线圈区段伸入到所述联接销轴13'的空隙131'中并且与该联接销轴的底部进行材料接合地连接，其中，所述空隙131'设置在所述联接销轴13'的朝向所述线圈121'的端部中。类似于在图1中所示的实施方案，所述线圈121'的第二端部1212''与所述灼热管11'的经闭合的端部112'处于电连接中，例如办法是：所述线圈121'的第二端部1212''与所述灼热管11'的内侧焊接在该灼热管的经闭合的端部112'处，或者办法是：所述线圈121'的第二端部1212''穿透所述经闭合的端部112'地与此端部进行材料接合地连接。

联接销轴13'的位于所述灼热管11'内的部分以及所述线圈121'的从所述加热插件12'伸出的端部1211'由电绝缘的填充材料15'例如陶瓷粉末、烧结陶瓷、陶瓷泡沫等包围，其中，所述填充材料15'通过环形的绝缘的密封元件16'而保持在所述灼热管11'中。所述填充材料15'通过所述灼热管11'的敞开的端部111'填入。取代所述填充材料15'，也能够作为备选方案也设置空腔。

类似于图1和2，图3示出了用于按照第三优选的实施方式的电热塞的根据本发明的加热体1'，在该电热塞中，为清楚起见，省去了组件例如壳以及绝缘构件和联接元件。

在图3中所示的根据本发明的加热体1''示出了金属的灼热管11''、布置在其里面的加热插件12''（该加热插件布置在所述灼热管11''的经闭合的端部112''的内部）和联接销轴13''，该联接销轴与所述加热插件12''处于连接中。

所述加热插件12''以及所述联接销轴13''在此从所述灼热管11''的敞开的端部111''旁侧装入到此灼热管中，该端部相对于所述灼热管11''的经闭合的端部112''对置地布置。不同于在前述的实施方式中，所述第三优选的实施方案的灼热管11''具有改变的直径并且从所述灼热管11''的敞开的端部111''起直向着所述灼热管11''的经闭合的端部112''由具有较大的直径的第一区段11A''和具有较小的直径的第二区段11B''组成，其中，在所述第一区段11A''和第二区段11B''之间的过渡部逐渐变小地进行。由此，在所述灼热管11''内产生了漏斗形，该漏斗形直向着所述灼热管11''的经闭合的端部112''变得更窄。

所述加热插件12''由来自线圈121''和绝缘粉末122''的被挤压的复合体组成。所述线圈121''的第一端部1211''（该端部相对于所述灼热管11''的经闭合的端部112''对置地布置）建立了加热插件12''与所述联接销轴13''的连接部。线圈121''的与所述联接销轴13''处于连接中的第一端部1211''在这里不同于在前述的实施方式中而由从所述加热插件12''向着所述联接销轴13''的方向伸出的线圈区段形成，该线圈区段具有带有增大的内直径的经扩大的造型，也即卷旋形状，在其中，在单个的卷旋和其螺旋直径之间的间距大于在所述线圈121''的布置在所述绝缘粉末122''中的部分中的情况。所述线圈121'的第一端部1211''部分地围绕所述联接销轴13''卷绕并且与此联接销轴进行材料接合地连接。类似于前述的实施方式，所述线圈121''的第二端部1212''与所述灼热管11''的经闭合的端部112''处于电连接中，例如办法是：所述线圈121''的第二端部1212''与所述灼热管11''的内侧焊接在该灼热管的端部111''处，或者办法是：所述线圈121''的第二端部1212''穿透所述经闭合的端部112''地与此端部进行材料接合地连接。

联接销轴13''的位于所述灼热管11''内的部分以及所述线圈121'的从所述加热插件12''伸出的第一端部1211''由电绝缘的填充材料15''例如陶瓷粉末、烧结陶瓷、陶瓷泡沫等包围，其中，所述填充材料15''通过环形的绝缘的密封元件16''保持在所述灼热管11''中。

在此，所述填充材料15''利用一个部分151''伸入到被压入到所述加热插件12''中的缩孔1221''中，具体而言伸入到被压入到所述绝缘粉末122''中的缩孔1221''中。绝缘粉末122''和填充材料15''也即所述填充材料15'的位于所述缩孔1221''中的部分151''的由此产生的重叠位于通过所述灼热管11''所产生的漏斗内，也即在从灼热管11''的所述第一区段11A''到第二区段11B''的过渡部的区域中。取代所述填充材料15''，也能够作为备选方案也设置空腔。

图4示出了单个的步骤（a）至（f）的序列，该步骤表现为在图1中所示的和上文所说明的加热体1的制造方法。在此，在第一步骤（a）中，首先将预成形的线圈121装入到所述灼热管11中并且在其第二端部1212处与所述灼热管11的经闭合的端部112相连，例如办法是：线圈121的第二端部1212与所述灼热管11的内侧在其经闭合的端部112处焊接。在此，所述线圈121的第一端部1211通过定心辅助件2保持在所述灼热管11中的中部，该定心辅助件装入到所述灼热管11中。在跟随其后的步骤（b）中，所述绝缘粉末122填入到所述灼热管11中，而所述线圈121的第一端部1211继续通过定心辅助件2保持在所述灼热管11中的中部，从而所述绝缘粉末122均匀地围绕所述线圈121分布并且完全地遮盖此线圈。接下来，在一个步骤（c）中，将所述定心辅助件2从所述灼热管11中去除并且将压力模3装入到所述灼热管11中，该压力模与由线圈121和绝缘粉末122形成的复合体进入接触中。所述线圈121在此状态中还始终具有其预先成形的初始长度L1。通过所述压力模3以及通过所述灼热管11，将力F从两个侧部施加到所述线圈-绝缘粉末-复合体上。在此，所述灼热管11优选地保持在（未示出的）固持部等中，以便能够提供针对由所述压力模3施加的力的反力。通过从两个侧部施加压力F到所述线圈-绝缘粉末-复合体上，从步骤（c）至步骤（d）将所述线圈-绝缘粉末-复合体进行压缩并且挤压为所期望的以由线圈121和经压实的或经压缩的绝缘粉末122形成的复合体为形式的加热插件12，也即挤压为线圈-紧凑粉末-复合体。这个把由线圈121和绝缘粉末122形成的复合体压缩为以线圈-紧凑粉末-复合体为形式的加热插件12的过程被称为轴向压制步骤。在此，所述线圈121在通过所述压力模3压缩之后具有经减小的总长度L2，该总长度小于所述初始长度L1。所述压力模3接着被从所述灼热管11去除，其中，新制造的加热插件12存留在所述灼热管11中，参见步骤（e）。接下来，所述接触元件14以及所述联接销轴13装入到所述灼热管11，其中，所述接触元件14建立了在线圈121的第一端部1211和联接销轴13之间的电接触。此外，在所述灼热管11中的剩余的空间利用以陶瓷粉末为形式的填充材料15来填充，该陶瓷粉末完全地包围所述接触元件14和所述联接销轴13的布置在所述灼热管11中的部分。所述灼热管11的内部还通过所述密封元件16来密封。

图5示出了在图4中所示的步骤序列的经变型的形式，在其中，步骤（c）、（d）和（f）被步骤 （c'）、（d'）和（f'）取代，并且它们由此表现为在图2中所示的和上文所说明的加热体1'的制造方法。剩余的步骤与在图4中所示的方法的相应的步骤相同。在压力模3'的以及所述线圈121'的第一端部1211''的特性中可见在图5中所示的方法的显著的差异。正如在步骤（c'）中可见的那样，所述压力模3'在其施加压力的侧部或者端面处具有间隙31'，在该间隙中在所述轴向压制时容纳着所述线圈121'的第一端部1211'。由此实现的是，所述线圈121'通过所述压力模3'而与所述绝缘粉末122'挤压，并且在此，所述初始长度L1降低到经减小的总长度L2。此外伸出的以所述线圈121'的第一端部1211'为形式的线圈区段由此在所述轴向压制的步骤中不被压缩并且保留在其初始造型中。在将所述压力模3'从所述灼热管11'中去除之后，通过所述轴向压制所产生的加热插件12'保留在所述灼热管11'中。接下来，所述联接销轴13'装入到所述灼热管11'中，并且建立了在所述线圈121'的第一端部1211'和所述联接销轴13'之间的电接触。在此，所述线圈121'的伸出的第一端部1211'容纳在间隙131'中，该间隙在所述联接销轴13'中设置在该联接销轴的端侧中，该端侧向着所述灼热管11'的经闭合的端部112'指向。此外，在所述灼热管11'中的剩余的空间利用以陶瓷粉末为形式的填充材料15'来填充，该填充材料完全地包围联接销轴13'的布置在所述灼热管11'中的部分以及所述线圈121'的伸出的第一端部1211''。所述灼热管11'的内部还通过所述密封元件16'来密封。

在图6中示出了在图4中所示的步骤序列的一个另外的经变型的形式，在其中，步骤（c）、（d）和（f）被步骤 （c''）、（d''）和（f''）取代，并且它们由此表现为在图3中所示的和上文所说明的加热体1''的制造方法。剩余的步骤与在图4中所示的方法的相应的步骤相同。在图6中所示的进一步经变型的形式中，所述加热插件12''在所述压制之前同样以线圈121''和绝缘粉末122''为形式松散地布置在所述灼热管11''中，其中，所述线圈121''的第二端部1212''已经与所述灼热管11''的经闭合的端部112''材料接合地处于电连接中。在步骤（c''）中，再次将所述压力模3''加入到所述灼热管11'中，其中，所述线圈121''的第一端部1211''具有如此大的螺旋直径：使得它虽然通过定心辅助件2''被保持在所述灼热管11''中的中部，但是所述压力模3''穿过所述螺旋卷旋地布置在此螺旋卷旋内并且利用其施加压力的端面支托在所述绝缘粉末122''上。所述压力模3''在其施加压力的端部处具有变小的外直径，该外直径由此具有锥形。所述线圈121''的剩余部分的初始长度L1在此位于所述绝缘粉末122''内，也即由这个绝缘粉末完全包围。借助于通过压力模3''利用力F进行的力施加，包围所述线圈121''的剩余部分的绝缘粉末122''被压缩并且由此其总长度减小到L2上，所述线圈121''相应地被压缩。由于所述压力模3''的施加压力的端部的锥形，将相应的配合模压入到所述绝缘粉末122''中，从而此绝缘粉末向上升高地围绕所述压力模3''分布，从而由此产生的缩孔1221''被压入到所述绝缘粉末122''中，参见步骤（d''）。

所述定心辅助件2''在轴向压制的步骤期间保留在所述灼热管11''中，以便将所述线圈121''的第一端部1211''继续保持在中部并且以便由此在中部导引所述压力模3''。经压缩的绝缘粉末122''因此延伸经过具有所述灼热管11''的较小直径的第二区段11B''以及经过在所述第一区段11A''和逐渐变小的第二区段11B''之间的过渡部，参见图3。线圈121''的第一端部1211''由此不获得轴向的压制力并且保持其原本的形状。在将所述压力模3''从所述灼热管11''中去除之后，通过所述轴向压制所产生的加热插件12''存留在所述灼热管11''中。接下来，所述联接销轴13''装入到所述灼热管11''中并且至少部分地伸入到所述线圈121''的第一端部1211''中，其中，所述联接销轴13'与此第一端部接触，从而在所述线圈121''的第一端部1211''和所述联接销轴13''之间建立了电接触。此外，包括所述缩孔1221''在内地，在所述灼热管11''中的剩余的空间利用以陶瓷粉末为形式的填充材料15''来填充，该填充材料完全地包围联接销轴13''的布置在所述灼热管11''中的部分以及所述线圈121''的伸出的第一端部1211''。在此，所述填充材料15''利用一个部分151''伸入到被压入到所述加热插件12''中的缩孔1221''中，具体而言伸入到被压入到所述绝缘粉末122''中的缩孔1221''中。所述灼热管11''的内部还通过所述密封元件16''来密封。

在图7中示出了具有步骤（B）、（C）、（D）、（E）和（F）的备选的方法，在其中，制造加热体1'，正如该加热体已经从图2中已知那样。在此，采用压制装置4'，该压制装置由压力模41'、配合压力模42'以及压模43'组成。所述压模43'能够具有单件式的形式，当然也能够具有两件式的或者多件式的造型。所述线圈121'的第一端部1211''在此通过定心辅助件2'保持在所述压模43'中的中部，具体而言在压模43'的贯通孔431'中的中部，正如在步骤（B）中可见的那样。另外，线圈121'的第二端部1212''容纳在间隙421'中，该间隙设置在所述配合压力模42'的施加压力的端面中。所述绝缘粉末122'填入到所述压模43'中，而所述线圈121'的第一端部1211'继续通过定心辅助件2'保持在所述压模43'中的中部，从而所述绝缘粉末122'均匀地围绕所述线圈121'分布并且尽可能完全地遮盖此线圈。接下来，在一个步骤（C）中，将所述定心辅助件2'从所述压模43'去除并且将所述压力模41'装入到所述压模43'中，从而所述线圈121'连同所述绝缘粉末122'在所述压力模41'和所述配合压力模42'之间被保持在所述压模43'的贯通孔431'中。

在此，所述线圈121'的第一端部1211''容纳在所述压力模41'的间隙411'中。接下来，将压力F施加到所述压力模41'上或将压力F施加到所述配合压力模42'上，并且所述线圈121'连同所述绝缘粉末122'被轴向压制为加热插件12'，从而所述线圈121'的总长度从L1压缩到L2，参见步骤（D）。线圈121'的第一端部1211'以及第二端部1212'通过其在所述间隙411'和421'中的安置而不被继续压缩。线圈121'的第一端部1211'和第二端部1212''能够分别利用能够去除的塑料泡沫来包围，以便将此线圈在轴向压制的步骤期间保持独立于绝缘粉末122'。在步骤（E）中，能够将所述加热插件12'从所述压制装置4'中取出并且能够去除所述塑料泡沫，从而所述线圈121'的两个端部1211'和1212'独立于绝缘粉末122'从所述加热插件12'中伸出。接下来，所述加热插件12'在步骤（F）中装入到所述灼热管11'中，并且线圈121'的第二端部1212''与所述灼热管11'的经闭合的端部112'材料接合地连接，从而这些彼此处于电连接中。接下来，所述联接销轴13'装入到所述灼热管11'中，并且建立了在所述线圈121'的第一端部1211''和所述联接销轴13'之间的电接触。

在此，所述线圈121'的伸出的第一端部1211'容纳在间隙131'中，该间隙在所述联接销轴13'中设置在该联接销轴的端侧中，该端侧向着所述灼热管11'的经闭合的端部112'指向。此外，在所述灼热管11'中的剩余的空间利用以陶瓷粉末为形式的填充材料15'来填充，该填充材料完全地包围联接销轴13'的布置在所述灼热管11'中的部分以及所述线圈121'的伸出的第一端部1211'。所述灼热管11'的内部还通过所述密封元件16'来密封。

电热塞的加热体的以及其制造方法的前述的实施方式的技术特征不限于相应的说明的实施方式并且相应地能够彼此交换。

Claims (12)

1. 一种用于能够电加热的电热塞的加热体（1； 1'； 1''），该加热体具有灼热管（11；11'； 11''）和布置在所述灼热管（11； 11'； 11''）中的加热插件（12； 12'； 12''），该加热插件具有至少一个线圈（121； 121'； 121''）和与此被挤压的绝缘粉末（122； 122'；122''），其中，所述加热插件（12； 12'； 12''）是轴向压制的构件。

2. 按照权利要求1所述的加热体（1； 1'； 1''），其中，所述加热插件（12； 12'； 12''）还具有粉末压件，该粉末压件布置在所述线圈（121； 121'； 121''）的内部中空室中，优选其中，所述绝缘粉末（122； 122'； 122''）和所述粉末压件由不同的粉末材料组成，或者其中，所述绝缘粉末（122； 122'； 122''）和所述粉末压件由具有不同的颗粒大小的相同的粉末材料组成。

3. 按照权利要求1或2所述的加热体（1； 1'； 1''），其中，优选通过焊接或者钎焊，所述加热插件（12； 12'； 12''）的线圈（121； 121'； 121''）与所述灼热管（11； 11'； 11''）电连接。

4. 一种具有按前述权利要求中任一项所述的加热体（1； 1'； 1''）的能够电加热的电热塞，该电热塞优选还具有用于容纳所述加热体（1； 1'； 1''）的壳、至少一个电绝缘的用于在联接销轴（13； 13'； 13''）和所述壳之间隔离的壳密封部、圆插头以及绝缘盘，该绝缘盘被设置用于在圆插头和壳之间进行电绝缘。

5. 一种用于制造用于能够电加热的电热塞的加热体（1； 1'； 1''）的、尤其按照权利要求1至3中任一项所述的加热体（1； 1'； 1''）的方法，具有下述步骤：

如此地成形线圈（121； 121'； 121''）的至少一个部分：使得此线圈在后续的轴向压制的步骤之后具有预先确定的造型；

在使用定心辅助件（2； 2''）的情况下提供和定心至少所述线圈（121； 121'； 121''）；

提供包围所述线圈（121； 121'； 121''）的绝缘粉末（122； 122'； 122''）；

轴向地压制至少所述线圈（121； 121'； 121''）和包围此线圈的绝缘粉末（122； 122'；122''）成为加热插件（12； 12'； 12''）；

利用填充材料（15； 15'； 15''）填充所述灼热管（11； 11'； 11''）的内部空间的一部分，该部分不被加热插件（12； 12'； 12''）占据；

将联接销轴（13； 13'； 13''）装入到所述灼热管（11； 11'； 11''）中，并且在联接销轴（13； 13'； 13''）和线圈（121； 121'； 121''）之间建立电连接；并且

利用密封元件（16； 16'； 16''）来密封所述灼热管（11； 11'； 11''）的内部空间。

6. 按照权利要求4所述的方法，其中，在所述灼热管（11； 11'； 11''）中执行所述轴向压制至少所述线圈（121； 121'； 121''）和绝缘粉末（122； 122'； 122''）成为加热插件（12； 12'； 12''）的步骤，其中，在所述轴向压制的步骤之前优选通过焊接或者钎焊将所述线圈（121； 121'； 121''）与所述灼热管（11）电连接。

7. 按照权利要求5所述的方法，其中，所述轴向压制在所述灼热管（11； 11'； 11''）中通过压力模（3； 3'； 3''）进行，优选其中，所述压力模（ 3'）的施加压力的侧部具有间隙（31'），在该间隙中容纳有所述线圈（121'）的第一端部（1211'），或者所述压力模（3''）的施加压力的端部具有变小的外直径并且在所述轴向压制的步骤中通过所述线圈（121''）的第一端部（1211''）来包围，从而在所述轴向压制的步骤中没有轴向的压制压力施加到所述线圈（121''）的第一端部（1211''）上。

8.按照权利要求5所述的方法，其中，在压制装置（4'）中执行所述轴向压制至少所述线圈（121'）和绝缘粉末（122'）成为加热插件（12'）的步骤，所述压制装置至少包括压力模（41'）、配合压力模（42'）和压模（43'）。

9.按照权利要求8所述的方法，其中，在所述压制装置（4'）中执行了在使用定心辅助件（2）的情况下提供和定心至少所述线圈（121'）的步骤、提供包围所述线圈（121'）的绝缘粉末（122'）的步骤和轴向压制至少所述线圈（121'）和包围此线圈的绝缘粉末（122'）成为所述加热插件（12'）的步骤。

10.按照权利要求8或9所述的方法，其中，所述压力模（41'）的施加压力的侧部具有间隙（411'），在该间隙中容纳着线圈（121'）的第一端部（1211'），和/或其中，所述配合压力模（42'）的施加压力的侧部具有间隙（421'），在该间隙中容纳有所述线圈（121'）的第二端部（1212'）。

11.按照权利要求8至10中任一项所述的方法，其中，利用能够去除的材料、优选地塑料泡沫来包围所述线圈（121'）的至少所述第二端部（1212'），以便将此线圈在所述轴向压制的步骤期间保持独立于绝缘粉末（122'）。

12.按照权利要求5至11中任一项所述的方法，其中，在所述轴向压制的步骤之前去除所述定心辅助件（2）。