EP1279896B1 - Glühkerzen und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents

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EP1279896B1
EP1279896B1 EP02013624A EP02013624A EP1279896B1 EP 1279896 B1 EP1279896 B1 EP 1279896B1 EP 02013624 A EP02013624 A EP 02013624A EP 02013624 A EP02013624 A EP 02013624A EP 1279896 B1 EP1279896 B1 EP 1279896B1
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EP
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hot tube
constriction
ceramic filling
glow
coil
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Paul Keller
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BorgWarner Ludwigsburg GmbH
Original Assignee
Beru AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
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    • F23QIGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q7/00Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
    • F23Q7/001Glowing plugs for internal-combustion engines
    • F23Q2007/004Manufacturing or assembling methods

Definitions

  • the invention relates to a glow plug and a method to their preparation according to the preamble of the patent claims 1 or 5.
  • Such a method and glow plug are from JP 2000-111048 A and EP 0 324 627 A.
  • a constriction in the form of a radial cross-section reduction provided, which causes the heat conduction between Sharing the heating coil or between the actual heating coil and the downstream control coil is reduced.
  • Glow plugs usually have a glow tube, in which a heating coil is arranged, embedded in a ceramic filling is.
  • a heating coil is arranged, embedded in a ceramic filling is.
  • the area is reduced in the so-called feed method, being either continuous cylinder or a linear one Rejuvenation to the heater tip can be achieved.
  • the glow rod is inserted into the rotary hammer tool;
  • the tools have an insertion bevel, wherein through the rotary hammers and the axial feed of the glow tube the diameter is reduced.
  • the object of the invention is, bypassing the known in the prior art disadvantages the compaction in significantly improve the glow tube tip; at the same time a new shape of the glow tube tip area more Possible applications, in particular the possibility of Attach additional components, tap.
  • a conventional glow plug has a glow tube 5 with internal heating coil 4, which in a ceramic filling 3 embedded and the combustion chamber end of the Glow tube 5 is connected thereto by welding 6; at the opposite end of the heating coil 4 with the Terminal pole 1 connected.
  • the front combustion chamber side area 5a of the glow tube 5 is according to the known feed method reduced in a cylindrical shape.
  • Possible starting form is a glow rod according to FIG 2 / 2.1 without additional rejuvenation and without additional compaction the glow stick tip.
  • the pure piercing technique can be combined be carried out with the feed method, wherein the axial feed of the machined workpiece in with Arrow indicated direction takes place.
  • FIG. 4.2 shows a schematic view of an invention deformed glow tube tip on that with a tool produced according to Figure 4.3, the baking of different Length (11, 12, 13), where W1 and W2 the angulation of the front surfaces with respect to the piercing direction specify.
  • FIG. 5 shows a schematic longitudinal section of the combustion chamber side region 5a of a glow tube 5 of another glow plug according to the invention, which has a groove-shaped constriction 12 above the glow tube tip; the Einstechreduzi fürs vide by means of plunge tools 8 with different curved front surfaces 11 different radii R 1 , R 2 and R 3 is shown in Figure 5.1, in which case reference is otherwise made to the description of Figure 3.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft eine Glühkerze und ein Verfahren zu ihrer Herstellung nach dem Gattungsbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 5.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Glühkerze sind aus der JP 2000-111048 A und der EP 0 324 627 A bekannt. Bei dem aus diesen Druckschriften zu entnehmenden Stand der Technik ist eine Einschnürung in Form einer radialen Querschnittsverminderung vorgesehen, die bewirkt, dass die Wärmeleitung zwischen Teilen der Heizwendel bzw. zwischen der eigentlichen Heizwendel und der nachgeschalteten Regelwendel vermindert ist.
Glühkerzen weisen üblicherweise ein Glührohr auf, in dem eine Heizwendel angeordnet ist, die in einer Keramikfüllung eingebettet ist. Zur Verbesserung der Verdichtung im brennraumseitigen Bereich des Glührohres, insbesondere in der Glührohrspitze, wird der Bereich im so genannten Vorschubverfahren reduziert, wobei entweder durchgehende Zylinder oder eine lineare Verjüngung zur Heizstabspitze erzielt werden. Bei diesem Verfahren wird der Glühstab in das Rundhämmerwerkzeug eingeschoben; hierfür weisen die Werkzeuge eine Einführungsschräge auf, wobei durch den Rundhämmervorgang und den axialen Vorschub des Glührohres der Durchmesser reduziert wird.
Die Reduzierung nach dem Vorschubverfahren führt jedoch gerade im kritischen Bereich direkt hinter der Verschweißung von Heizwendel und Glührohrspitze zu nicht befriedigender Verdichtung. Ebensowenig sind komplexere Formbildungen des brennraumseitigen Glührohrbereichs, die Glühverhalten, Glühverteilung und Lebensdauer der Glühkerze beeinflussen, oder neue Anwendungsmöglichkeiten der Glühkerze erschließen, möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, unter Umgehung der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile die Verdichtung in der Glührohrspitze deutlich zu verbessern; gleichzeitig soll eine neue Formgebung des Glührohrspitzenbereichs weitere Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere die Möglichkeit der Anbringung weiterer Bauteile, erschließen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4 bzw. die Glühkerze nach Anspruch 5 gelöst. Demnach besteht ein erfindungswesentliches Merkmal darin, die Verdichtung bzw. Verformung mittels des Einstechreduzierverfahren zu bewirken; hierbei wird das Glührohr im Werkzeug positioniert, so daß die Stempel radial auf das Glührohr einwirken können und das Glührohr auf den gewünschten Durchmesser verdichten, wobei eine gleichmäßigere Verdichtung erfolgt, da in dieser Verdichtungsphase ein axialer Vorschub nicht erfolgt, so daß bei nur radialer Einwirkung der Werkzeugstempel Material und Wendel des Glührohrs nicht axial verschoben werden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen
  • Figur 1 schematisch im Längsschnitt das Glührohr einer Glühkerze aus dem Stand der Technik;
  • Figur 2 und Figur 2.1 sind schematische Wiedergaben eines Glührohrspitzenbereichs ohne zusätzliche Verjüngung bzw. Verdichtung;
  • Figur 3/Figur 3.1 sind schematische Ansichten eines Glühstabes mit zusätzlicher Verjüngung (D1/D2) der Glühstabspitze;
  • Figur 4/Figur 4.1 in schematischem Längsschnitt des brennraumseitigen Bereichs einer erfindungsgemäß verformten bzw. verdichteten Glühkerze mit Werkzeugen für das Einstechkneten;
  • Figur 4.2/4.3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Glühstabspitze mit zusätzlicher Verjüngung durch Einstechkneten mit bereichsweiser unterschiedlichen Längen;
  • Figur 5/5.1 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen zusätzlicher Verjüngung durch Einstechkneten einer Glühstabspitze mit einem Werkzeug mit unterschiedlichen Radien der Frontflächen der Werkzeugbacken.
  • Nach Figur 1 weist eine übliche Glühkerze ein Glührohr 5 mit innenliegender Heizwendel 4 auf, die in einer Keramikfüllung 3 eingebettet und am brennraumseitigen Ende des Glührohres 5 mit diesem durch Verschweißung 6 verbunden ist; am gegenüberliegenden Ende ist die Heizwendel 4 mit dem Anschlußpol 1 verbunden. Der vordere brennraumseitige Bereich 5a des Glührohres 5 ist nach dem bekannten Vorschubverfahren zylinderförmig reduziert.
    Mögliche Ausgangsform ist ein Glühstab gemäß Figur 2/2.1 ohne zusätliche Verjüngung und ohne zusätzliche Verdichtung der Glühstabspitze.
    Gemäß Figur 3/3.1 kann die Glühstabspitze durch das Verfahren aus dem Stand der Technik von dem Durchmesser D1 auf den Durchmesser D2 im Spitzenbereich reduziert werden.
    In Figur 4 wird die erfindungsgemäße Verformung des brennraumseitigen Bereiches 5a des Glührohres 5 schematisch im Längsschnitt wiedergegeben. Hierbei weist dieser Bereich unmittelbar oberhalb der Glührohrspitze eine bandförmige Einschnürung 12 auf. Dieser Bereich ist besonders stark verdichtet und führt durch die Nähe der Glührohrwandung zur Heizwendel 4 zu einem bandförmigen Bereich 12 besonders schneller Erwärmung bei Stromfluß durch die Heizwendel 4.
    In Figur 4.1 wird, ebenfalls in schematischem Längsschnitt, das Herstellungsverfahren der erfindungsgemäßen Glühkerze gemäß Figur 4 wiedergegeben; hierbei wird das Einstechreduzieren mittels des Einstechwerkzeuges 8 dargestellt; die auf die Glührohrwandung einwirkende Frontfläche 11 des Einstechwerkzeugs 8 ist in drei plane Bereiche aufgeteilt, die zueinander gewinkelt sind. Die Einstechwerkzeuge 8 der nicht abgebildeten Einstechvorrichtung oszillieren mit kleinem Hub in der Richtung X wie bei dem Vorschubverfahren, jedoch ohne axialen Vorschub; dieser Bewegung ist eine radiale Vorschubbewegung (X(v)) überlagert, wobei mit jedem Hub der Durchmesser des Glührohrbereiches weiter verringert wird. Auf diese Weise wird der Glührohrbereich entsprechend der Ausrichtung der Frontfläche 11 des Einstechwerkzeugs 8 verformt. Hierbei verhindert ein Festanschlag 9 ein Ausweichen des Werkstoffes im Bereich der Glührohrspitze. Hierbei ist das Werkzeug in den Randbereichen angeschrägt oder gerundet, um eine gewisse Bewegung des Materials zu ermöglichen. Schließlich kann das reine Einstechverfahren in Kombination mit dem Vorschubverfahren durchgeführt werden, wobei der axiale Vorschub des bearbeiteten Werkstücks in mit Pfeil angedeuteter Richtung erfolgt.
    Figur 4.2 zeigt in schematischer Ansicht eine erfindungsgemäß verformte Glührohrspitze auf, die mit einem Werkzeug nach Figur 4.3 hergestellt wird, das Backen unterschiedlicher Länge (11, 12, 13) aufweist, wobei W1 und W2 die Winkelung der Frontflächen bezüglich der Einstechrichtung angeben.
    Figur 5 zeigt in schematischem Längsschnitt des brennraumseitigen Bereiches 5a eines Glührohres 5 einer anderen erfindungsgemäßen Glühkerze, die oberhalb der Glührohrspitze eine riefenförmige Einschnürung 12 aufweist; das Einstechreduzierungsverfahren mittels Einstechwerkzeugen 8 mit unterschiedlich gewölbten Frontflächen 11 unterschiedlicher Radien R1, R2 und R3 wird in Figur 5.1 dargestellt, wobei hier im übrigen Bezug auf die Beschreibung der Figur 3 genommen wird.

    Claims (5)

    1. Verfahren zum Herstellen einer Glühkerze aus einem Glührohr mit innenliegender Heizwendel und ggf. Regelwendel, bei dem die Heizwendel und ggf. die Regelwendel im Glührohr in eine Keramikfüllung eingebettet wird/werden und der brennraumseitige Bereich des Glührohres mit einer Einschnürung versehen wird,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Keramikfüllung im brennraumseitigen Bereich des Glührohres dadurch verdichtet wird, dass die Einschnürung am Glührohr nach dem Einbetten der Heizwendel bzw. Regelwendel in die Keramikfüllung durch Einstechreduzieren mit radialem Vorschub gebildet wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Einstechreduzieren mit Einstechwerkzeugbacken durchgeführt wird, deren Frontflächen nicht planar sind.
    3. Verfahren nach Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Frontflächen der Einstechwerkzeuge konvex und/oder konkav gewölbt sind.
    4. Verfahren nach Anspruch 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Frontflächen bereichsweise plan ausgebildet sind, wobei die planen Flächenbereiche gegeneinander gewinkelt angeordnet sind.
    5. Glühkerze mit
      einem Glührohr (5) und
      einer Heizwendel (4) und ggf. einer Regelwendel, die in eine Keramikfüllung (3) im Glührohr eingebettet ist/sind, wobei
      das Glührohr (5) im brennraumseitigen Bereich (5a) eine bandförmige oder riefenförmige Einschnürung (12) aufweist,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Einschnürung (12) mittels Einstechreduzieren des mit der Keramikfüllung (3) gefüllten Glührohres (5) derart ausgebildet ist, dass die Keramikfüllung (5) im Bereich der Einschnürung (12) verdichtet ist.
    EP02013624A 2001-07-23 2002-06-19 Glühkerzen und Verfahren zu deren Herstellung Expired - Lifetime EP1279896B1 (de)

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