ES2204391T3 - Bujia incandescente y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
Bujia incandescente y procedimiento para su fabricacion.Info
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Abstract
Bujía incandescente con un cuerpo (1) de bujía incandescente y con una barra calefactora (2) dispuesta en el cuerpo (1) de la bujía incandescente, en la que se conduce un polo interior (3) con elementos calefactores y, dado el caso, elementos de regulación y cuya pared aislada eléctricamente con respecto al cuerpo (1) de la bujía incandescente forma el polo exterior (4), de manera alternativa un tubo de contacto (4) sobre la barra calefactora (2), que está aislada frente al cuerpo (1) de la bujía incandescente, forma el polo exterior, estando rodeados la carra calefactora (2) o el tubo de contacto (4) con un material de plástico (5) de aislamiento eléctrico.
Description
Bujía incandescente y procedimiento para su
fabricación.
Las invención se refiere a una bujía
incandescente, que presenta una barra calefactora con un polo
interior con elemento(s) incandescente(s) y, dado el
caso, elementos de regulación, donde la barra calefactora está
aislada eléctricamente con respecto al cuerpo de la bujía
incandescente, así como a procedimientos para la fabricación de
esta bujía incandescente. Se conoce, por ejemplo, por el documento
JP 58138923 una bujía incandescente de este tipo.
Se conoce por la práctica habitual configurar
bujías incandescentes con una barra calefactora de metal con polo
interno dispuesto en el interior y con cuerpo metálico de bujía
incandescente de tal manera que entre la pared de la barra
calefactora y el cuerpo de la bujía incandescente está insertado un
aislamiento eléctrico resistente al calor en forma de una
incrustación en vidrio. En este caso, el cuerpo de bujía
incandescente de metal y la barra calefactora de metal con su
conexión así como con los tubitos de vidrio que se encuentran entre
el cuerpo de bujía incandescente y la barra calefactora se insertan
en un molde de grafito y se calientan en un horno hasta que se funde
el vidrio. Las conexiones se aíslan eléctricamente entre sí a
través de tubitos de cerámica. Después de la refrigeración y
solidificación de la colada de vidrio, se fija el cuerpo de bujía
incandescente de forma aislada contra la barra calefactora y contra
las conexiones. En este procedimiento de fabricación costoso, el
tratamiento debe realizarse en un horno, con lo que es necesario,
entre otras cosas, también el empleo de materiales resistentes al
calor. En este tipo de procedimiento no se puede garantizar sin más
la precisión de la construcción y la calidad de la función, puesto
que, por ejemplo, durante el procedimiento es posible la
contracción de los componentes. El gasto técnico descrito
anteriormente de la creación de las bujías incandescentes de este
tipo corresponde al gasto económico.
Ya se ha propuesto fabricar al menos la barra
calefactora de material de cerámica; en este caso, en un proceso de
fabricación de varias etapas, para el que son necesarias
herramientas y dispositivos especiales, la cerámica debe
transformarse en la barra calefactora, combinarse, secarse al horno
y rectificarse. Además, la barra calefactora cerámica debe
conectarse con un tubo de protección y solamente entonces se puede
convertir en un montaje convencional en una bujía incandescente
acabada.
La invención tiene el cometido, eludiendo los
inconvenientes conocidos a partir del estado de la técnica, de
poner a disposición una bujía incandescente, que se puede fabricar
habitualmente utilizando procedimientos de fabricación especiales
caros y costosos, proporciona un electrodo definitivo relativamente
grande, posee una precisión constructiva grande y una calidad
funcional alta y, especialmente en el caso de utilización combinada
para la medición de la corriente de iones, conduce a señales de
medición mejoradas y más fiables.
El cometido según la invención se soluciona a
través de la bujía incandescente según las reivindicaciones 1 a 8
así como a través del procedimiento para la fabricación de bujías
incandescentes de este tipo según las reivindicaciones 9 a 12. Los
ejemplos de realización de la invención se explican en detalle con
la ayuda de las siguientes figuras 1 a 10. En este caso:
La figura 1 muestra una sección longitudinal
parcialmente esquemática a través de una forma de realización de
una bujía incandescente según la invención.
La figura 2 muestra la sección longitudinal
parcialmente esquemática de otra bujía incandescente según la
invención.
La figura 3 muestra la sección longitudinal
parcialmente esquemática de una bujía incandescente según la
invención con casquillo separado de medición de la corriente de
iones.
La figura 4 muestra la sección longitudinal
parcial a través de una forma de realización modificada de la bujía
incandescente según lla invención de acuerdo con la figura 3.
La figura 5 muestra la sección longitudinal
parcial a través de otra forma de realización según la
invención.
La figura 6 muestra la sección longitudinal a
través de la región extrema del lado de conexión de la barra
calefactora de una forma de realización de la bujía incandescente
según la invención.
La figura 7 muestra la sección longitudinal
parcial a través de la región extrema del lado de conexión de la
barra colectora de otra forma de realización de la bujía
incandescente según la invención.
La figura 8 muestra una representación
esquemática de la región de conexión de otra forma de realización
según la invención.
La figura 9 muestra la sección transversal
parcial a través de otra forma de realización de una bujía
incandescente según la invención.
La figura 10 muestra la sección transversal
parcial a través de otra forma de realización de una bujía
incandescente según la invención.
La figura 11 muestra la sección longitudinal
parcialmente esquemática a través de una disposición con bujía
incandescente.
Según la figura 1, la forma de realización
reproducida de la bujía incandescente según la invención posee un
cuerpo de bujía incandescente 1 habitual, que está constituido, sin
embargo, por material de plástico resistente al calor, no conductor
de electricidad y que está provisto de manera habitual con un polo
interno dispuesto en el interior (no representado) y con elementos
de calefacción y, dado el caso, de regulación conectados con él.
En la región del asiento a presión del cuerpo 1
sobre la barra calefactora 2 pueden estar configuradas ranuras,
entalladuras, etc. en la barra calefactora 2, en las que encajan
rebabas, etc. correspondientes del cuerpo.
La fabricación de esta bujía incandescente según
la invención se puede realizar, por ejemplo, a través de
introducción a presión de la barra calefactora 2 habitual en el
cuerpo de plástico 1 o a través de inyección de una masa de
plástico para el cuerpo 1 alrededor de la barra calefactora 2.
Las conexiones 3, 4 con polo interior o bien
pared de barra calefactora son conducidas como conexiones de cable
hacia fuera desde la región extrema del lado de la conexión de la
bujía incandescente.
La forma de realización según la figura 2
presenta un cuerpo 1 de metal u una barra calefactora 2 habitual;
entre la pared exterior de la barra calefactora 2 y el taladro para
la barra calefactora 2 en el cuerpo 1 está insertado un aislamiento
de plástico 5, por ejemplo de material termoplástico o duroplástico
aislante y resistente al calor, estando previstas en la pared
interior del taladro de la barra calefactora en el cuerpo 1 y/o
sobre la pared exterior de la barra calefactora 2 con preferencia
ranuras o muescas, en las que penetra el material de plástico,
especialmente cuando tiene lugar el endurecimiento del material en
el intersticio anular entre el cuerpo 1 y la barra calefactora 2
cuando está premontada la unidad formada por la barra calefactora 2
y el cuerpo 1. De la misma manera, en esta forma de realización de
la bujía incandescente según la invención, el plástico está aplicado
en la región de contacto con el cuerpo 1 sobre la barra calefactora
2 o sobre la pared interior del taladro de la barra calefactora en
el cuerpo 1, después de lo cual la barra calefactora 2 y el cuerpo
1 se unen fijamente entre sí a través de reducción, introducción a
presión o inserción. De la misma manera puede ser ventajoso cubrir
el asiento de obturación 1a con el aislamiento 5, para que el
aislamiento 5 esté fijado adicionalmente, después del montaje de la
bujía, entre el cuerpo 1 de la bujía y la culata. El aislamiento 5
está constituido por plástico resistente a la temperatura con
buenas propiedades de obturación, como Teflón o Vespel.
La forma de realización de la bujía incandescente
según la invención de acuerdo con la figura 3 posee un casquillo 6
separado de medición de la corriente de iones, que se proyecta
hasta la región de combustión y está aislado eléctricamente tanto
con respecto al cuerpo 1 a través del aislamiento 5 como también
con respecto a la barra calefactora 2 a través del aislamiento 7. La
conexión de la pared de la barra calefactora 2 se realza a través
de la conexión 4 en forma de tubo, donde una junta tórica 8 está
aislada hacia el polo interior 3.
El cuerpo 1 es fijado, por ejemplo, junto con el
casquillo 6 de medición de la corriente de iones y el polo exterior
4 en forma de tubo en un útil de fundición por inyección, siendo
introducida entonces en el material de aislamiento de plástico, por
ejemplo, una resina adecuada o termoplástico, de manera que éste
representa entonces, además de la fijación mecánica del aislamiento
5 del casquillo 6 de medición de la corriente de iones, también el
aislamiento 5 del casquillo 6 de medición de la corriente de iones
frente al polo exterior 4 en forma de tubo. Con este fin, el
casquillo 6 de medición de la corriente de iones está perforado,
para la masa de plástico pueda penetrar en todas las regiones o bien
se pueda escapar el aire infiltrado. Adicionalmente, la barra
calefactora 2 está recubierta 7 por ejemplo de cerámica en la región
de la superficie de contacto con el casquillo 6 de medición de la
corriente de iones. La barra calefactora 2 se puede conectar
entonces fijamente con el casquillo 6 de medición de la corriente
de iones a través de inserción, reducción o laminación. El
aislamiento del casquillo 6 de medición de la corriente de iones 6
con respecto a la barra calefactora 2 está garantizado, por ejemplo,
a través del recubrimiento cerámico 7.
Otra forma de realización según la invención se
reproduce en la figura 4, que corresponde a la figura 3, donde se ha
suprimido, sin embargo, el tubo de contacto 4 de forma tubular como
polo exterior, y donde la pared de la barra calefactora en forma de
tubo ha sido conducida fuera del cuerpo como elemento de conexión 9
del polo exterior.
La figura 5 reproduce otra forma de realización
según la invención, donde un recubrimiento cerámico parcial 7
aislante de electricidad se ha aplicado sobre la región de la barra
calefactora 2 que sale desde el cuerpo 1 por ejemplo hasta
aproximadamente 5 mm por debajo de su extremo de cabeza; esta región
de la cabeza, que representa la región de encendido propiamente
dicha, se puede mantener libre de recubrimiento cubriéndola durante
la aplicación del recubrimiento. De esta manera, se configura un
electrodo definido de la corriente de iones en la región de la
cabeza de la barra calefactora 2, que configura, junto con el
contraelectrodo, que es, en general, la masa de la culata
conectada, un campo eléctrico definido, en cuya región de
influencia se puede detectar la corriente de iones. Esta
"formación" del campo eléctrico se puede apoyar a través de la
aplicación, por ejemplo, de un cuerpo moldeado 10 que está alojado
en la cabeza de la barra calefactora 2. Como una alternativa a
ello, tal conformación puede estar configurada también como
configuración integral de la región delantera de la barra
calefactora 2.
En la figura 6 se reproduce una nueva variación
de conexión, especialmente para bujías incandescentes según la
invención, en la que la conexión de la barra calefactora 2 se
realiza a través de un tubo de contacto 4, estando insertado este
tubo de contacto 4 en un taladro de la región extrema de la barra
calefactora 2; para el cierre del espacio interior de la barra
calefactora 2 está prevista una junta tórica 8, que se inserta o se
reduce por inserción junto con el tubo de contacto 4 en la región
extrema del lado de conexión de la barra calefactora 2.
En otra configuración según la invención de la
conexión de barra calefactora según la figura 7, un tubo de contacto
4 está fijado, por ejemplo a través de soldadura por impulsos,
concéntricamente sobre la superficie frontal de la región extrema
del lado de conexión de la barra calefactora 2; entre el tubo de
contacto 4 y el polo interior 3 está previsto el aislamiento 11 en
forma de un tubo de aislamiento o de una masa de aislamiento, por
ejemplo de MgO; la junta tórica 8 aísla de nuevo y fija el polo
interior 3 frente a la barra calefactora 2 y cierra herméticamente
al mismo tiempo el espacio interior de la barra calefactora 2.
Según la figura 8, un conector 12 de dos o más
polos se puede conectar con una bujía incandescente a través de la
conexión roscada 14 -ya fabricada en serie- fijada con una tuerca
13, en la que la conexión del polo interior 3 está configurada como
un polo interior convencional con cierre roscado y la conexión de
la barra calefactora 2 está configurada como tubo metálico con
collar, que se proyecta más allá del
cuerpo.
cuerpo.
Según la figura 9, otra forma de realización de
la bujía incandescente según la invención posee una capa aislante 7
resistentes al calor, por ejemplo de cerámica, en la región de la
parte de la barra calefactora 2 que se proyecta en la cámara de
combustión y se conecta con preferencia en el aislamiento 5 entre
la barra calefactora 2 y el cuerpo 1. No obstante, esta capa no
cubre la punta de la barra calefactora, por ejemplo sobre una
región de 5 a 10 mm, en la medida en que forma la región de
encendido propiamente dicha. De esta manera, se consigue que se
evite el peligro de derivación eléctrica a través de la reducción o
evitación de la formación de hollín sobre la capa 24 de aislamiento
resistente a la temperatura. Las señales de medición, por ejemplo
relacionadas con la corriente de iones, pueden ser recibidas por la
región de la punta no aislada de la barra calefactor 2, que forma
la región de encendido propiamente dicha, a través de la culata; en
esta región se quema el hollín debido a la temperatura ambiente o a
la temperatura de la barra calefactora durante la operación
incandescente.
De una manera correspondiente a la forma de
realización según la figura 9, en otra forma de realización según la
figura 10, en lugar de la capa cerámica está aplicada una capa
catalítica 20, que cataliza la combustión de la capa de hollín en
esta región de la barra calefactora de temperatura reducida;
componentes adecuados de una capa catalítica de este tipo 20 ser
platino o paladio o sus combinaciones o aleaciones resistentes al
calor.
Una disposición según la figura 11 presenta una
bujía incandescente, donde la bujía está dispuesta en una culata 22
de cerámica o de otro material aislante resistente a la temperatura
y donde la corriente de iones se puede medir, por ejemplo, entre la
barra calefactora 2 y el inyector 23. No obstante, una disposición
de este tipo no cae bajo el alcance de protección de la
solicitud.
Las ventajas de la invención consiste en un
procedimiento de fabricación sencillo, que es adecuado para la
producción en serie y que se puede integrar en la fabricación
habitual hasta ahora; las bujías incandescentes según la invención
se caracterizan por desviaciones reducidas de la forma y de los
soportes de los componentes, especialmente del polo interior,
pudiendo adaptarse los diferentes componentes y materiales de
construcción a las diferentes temperaturas de funcionamiento de la
región respectiva de las bujías de encendido; al mismo tiempo, las
bujías de encendido según la invención poner a disposición, en su
región del lado de la cámara de combustión, un electrodo
insensible, de superficie grande, pudiendo conseguirse señales más
exactas y más fiables de la medición de la corriente de iones. Al
mismo tiempo, las conexiones coaxiales configuradas en forma de
tubo permiten conexiones sencillas, especialmente del polo
interior.
Claims (12)
1. Bujía incandescente con un cuerpo (1) de bujía
incandescente y con una barra calefactora (2) dispuesta en el
cuerpo (1) de la bujía incandescente, en la que se conduce un polo
interior (3) con elementos calefactores y, dado el caso, elementos
de regulación y cuya pared aislada eléctricamente con respecto al
cuerpo (1) de la bujía incandescente forma el polo exterior (4), de
manera alternativa un tubo de contacto (4) sobre la barra
calefactora (2), que está aislada frente al cuerpo (1) de la bujía
incandescente, forma el polo exterior, estando rodeados la carra
calefactora (2) o el tubo de contacto (4) con un material de
plástico (5) de aislamiento eléctrico.
2. Bujía incandescente según la reivindicación 1,
caracterizada porque el material de plástico de aislamiento
eléctrico, que rodea la barra calefactora (2), forma el cuerpo (1)
de la bujía incandescente.
3. Bujía incandescente según la reivindicación 1,
caracterizada porque el material de plástico de aislamiento
eléctrico, que rodea la barra calefactora (2), forma una capa (5),
que se extiende entre la barra calefactora (2) y el cuerpo (1) de
la bujía incandescente.
4. Bujía incandescente según la reivindicación 1,
2 ó 3, caracterizada porque en la región del lado de
conexión, la conexión eléctrica en la pared de la barra calefactora
(2) se realiza a través de una sección de tubo (4) del tubo de
contacto, uno de cuyos extremos está dispuesto en un taladro
adaptado en la región extrema de la pared de la barra calefactora,
donde una junta tórica (8) cierre herméticamente el espacio
interior de la barra calefactora (2) y al mismo tiempo aísla
eléctricamente el tubo de contacto (4) hacia el polo interior
(3).
5. Bujía incandescente según la reivindicación 1,
2 ó 3, caracterizada porque en la región extrema del lado de
conexión de la barra colectora (2), el tubo de contacto (4) está
fijado, por ejemplo, por medio de soldadura por puntos, que está
aislada eléctricamente con respecto al polo interior, que se
extiende a través del tubo de contacto, a través de material (11)
aislante eléctricamente insertado, estando prevista, dado el caso
una junta tórica (8) para la obturación del espacio interior de la
barra calefactora (2) y para la colocación aislante eléctricamente
del polo interior (3).
6. Bujía incandescente según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está
previsto un casquillo (6) separado de medición de la corriente de
iones concéntricamente alrededor de la región de la barra
calefactora (2) que se proyecta en la cámara de combustión, que está
aislado tanto frente al cuerpo (1) como también frente a la barra
calefactora (2), estando configurado el aislamiento frente a la
barra calefactora (2) sobre la región de apoyo del casquillo (6) de
medición de la corriente de iones en la barra calefactora (2) como
recubrimiento del material de plástico aislante eléctricamente,
resistente al calor.
7. Bujía incandescente según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la región
de la barra calefactora (2), que se proyecta en la cámara de
combustión, está recubierta, con la exclusión de la punta de la
barra calefactora como región de encendido, con un material de
plástico o de cerámica (7) aislante eléctricamente, resistente al
calor.
8. Bujía incandescente según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la región
de la barra calefactora (2), que se proyecta en la cámara de
combustión, está provista, con la exclusión de la punta de la barra
calefactora como región de encendido, con una capa (20) que contiene
material catalítico para evitar la formación de una capa de hollín
o está constituido por él.
9. Procedimiento para la fabricación de una bujía
incandescente con un cuerpo de bujía incandescente y con una barra
calefactora dispuesta en el cuerpo de bujía incandescente según las
reivindicaciones 1, 2 ó 3, caracterizado porque la barra
calefactora es rodeada con una inyección de material de plástico
aislante eléctricamente.
10. Procedimiento para la fabricación de una
bujía incandescente con un cuerpo de bujía incandescente y con una
barra calefactora dispuesta en el cuerpo de bujía incandescente
según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la
barra calefactora (2) es introducida a presión en un cuerpo de
plástico prefabricado.
11. Procedimiento para la fabricación de una
bujía incandescente con un cuerpo de bujía incandescente y con una
barra calefactora dispuesta en el cuerpo de bujía incandescente
según la reivindicación 3, caracterizado porque en el
intersticio anular entre la barra calefactora (2) y el cuerpo (1) de
la bujía incandescente se inserta un plástico aislante
eléctricamente,
12. Procedimiento según la reivindicación 11,
caracterizado porque el plástico se introduce en forma
líquida o en polvo y se endurece.
Applications Claiming Priority (2)
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