具有绝缘衬垫的预热电极的制作方法

本发明涉及一种预热塞，其具有由陶瓷或金属管同样制成的套管，其包括管状金属本体，且设有螺纹以拧紧至发动机的气缸头中，并且套管中设有加热元件，中心电极穿过本体，所述中心电极联接至加热元件的一个端子，而加热元件的另一个端子联接至本体，从而形成与地线的联接，本体的另一个端部设有初级连接件，其接纳制造商的连接件。安装在电极上的此初级连接件联接至电极，并且通过电绝缘圈与本体绝缘。

本发明还涉及此类预热塞的制造方法。

背景技术：

根据现有技术，已知各种预热塞。图1B、图2B、图3B示出了这些塞200之一的后部的剖视图，其后部用于通过螺纹212和超出其的用于接纳初级连接件240的部分将塞的本体210固定至发动机的室中，初级连接件240将接纳制造商的连接件。此初级连接件240通常适合于制造商，而预热塞200的其它部分是相同的，无论安装预热塞200的是哪家汽车制造商。

预热塞200的前部（未示出）包括本体，该本体设有例如陶瓷制成的加热前端，其包含加热电丝，加热电丝的一个接头联接至管状本体210（导体，其本身通过其拧紧（螺纹212）联接至发动机中的地线），且另一个接头联接至穿过管状本体210的镗孔211并且与管状本体210完全电绝缘的中心电极220，以通过它的另一端部联接至初级连接件240，该初级连接件240本身接纳制造商的连接件以由此供给加热元件。中心电极220的后端设有辊纹部分221，并且容纳在初级连接件240的盲孔241中以通过镶接250固定在此处。

参照图2B，后端213在外部形成用于塞的工具柄，且后端213在镗孔211的出口处包括支撑锥214和锪孔215，以接纳密封衬垫230和绝缘垫圈235，这两个元件均接合在中心电极220上，并且，当这些衬垫230、235同时彼此压缩并且抵靠支撑锥214和锪孔215时，使中心电极220由此与本体210隔开不发生接触。当在本体210的后部部分213的方向挤压接合在中心电极220的端部上的初级连接件240时，初级连接件240镶接250（图1B）抵靠辊纹221。

预热塞200所经历的温度的很大变化引起例如中心电极220和管状本体210等部件的长度的很大改变。中心电极220的这些长度变化远远大于管状本体210的长度变化。绝缘垫圈235不再接触管状本体210的锪孔215，并且镗孔211内部与外部环境之间的密封性有被破坏的风险。为了避免这个密封性损坏的缺点，衬垫230（柔性的O形衬垫）插置在管状本体210与绝缘垫圈235之间。密封衬垫230在静止时是具有过量尺寸的，并且通过绝缘垫圈235和连接件240处于持久的压缩。为了保持衬垫230的此持久压缩，通过连接件240的镶接250在辊纹221上将连接件240保持在中心电极220的合适位置上。但是，当中心电极220、绝缘垫圈235与连接件240构成的组件发生变化时，通过弹性确保密封。此密封发生在衬垫与支撑锥214、中心电极220和绝缘垫圈235的前表面的三个接触区域中。为此，当将O形密封件230组装在中心电极220上时，密封件在经过中心电极220的辊纹221上时，衬垫经历其直径的扩大。辊纹221的外部直径实际上大于中心电极220的光滑部分的直径。由于O形衬垫230具有弹性，所以其能如此通过。然后，通过连接件240的设有支撑凸缘242的端部在支撑于密封衬垫230上的绝缘垫圈235上施加的推力使其处于压缩。通过连接件240镶接250在中心电极220的辊纹221上使得以持久的方式确保这些部件的此压缩。

然而，这些不同的部件和这种组装形式意味着预热塞制造的大量成本，这既是由于部件的数量，也是由于组装操作。

技术实现要素：

发明目的

本发明的目的是通过减少部件数量来简化预热塞的制造过程，并且改良预热塞的可靠性及其效率。

本发明的概述和优点

为此目的，本发明的目标是一种上述类型的预热塞，其特征在于，所述本体的后端终止于支撑表面，镗孔通往所述支撑表面中，中心电极包括辊纹，辊纹外部直径小于中心电极的光滑部分的直径，衬垫由包括凸缘的套筒构成，套筒的厚度大于中心电极的光滑表面与镗孔之间的间隔的尺寸，此套筒强制插入在间隔中，并且凸缘支撑抵靠后部部分的支撑表面和连接件的支撑凸缘，并且套筒的内部直径大于辊纹的外部直径。

根据本发明的预热塞由于衬垫实现了腔体的密封性，无论塞本体与中心电极之间在温度变化的影响下发生怎样的相对移动，所述衬垫的套筒均能实现密封性。塞的实施很简单，因为只需要安设单个衬垫。根据另一个有利特征，本体的后端的支承支撑表面包括锪孔，该锪孔接纳衬垫的凸缘。

通常情况下，衬垫的凸缘可以直接支撑抵靠后部部分的支撑表面，但是优选的是，此支撑表面包括锪孔，以使凸缘的一部分被止挡在锪孔中，并且使凸缘的一部分厚度超出，以允许支撑抵靠连接件的凸缘，从而确保安装的紧固。

根据另一个特征，该衬垫是由聚酰胺制成的，尤其是己内酰胺PA6的共聚物PA6/6制成的。此衬垫的优点是能耐受发动机工作期间的温度变化和密封件可能接触到的腐蚀性制剂。

附图说明

下文将借助附图中所示的根据本发明的预热塞和作为比较的以类似方式示出的已知的预热塞来更详细地描述本发明：

-图1A是根据本发明的预热塞在镶接之后的后端的轴向剖视图。

-图2A是与图1A的相似的轴向剖视图，但是其中拆卸了连接件和衬垫，

-图3A示出了表现塞的后端在镶接之前的装配的轴向剖视图，

-图1B、图2B、图3B是已知的预热塞的后端的剖视图，其处于与本发明的预热塞相同的条件下，并且明显示出了这两种塞之间的差异。

具体实施方式

按照惯例，这些附图只示出了根据本发明的预热塞的后端（以及还有已知的预热塞的后端），即，示出了电极的设有初级连接件的部分，而并未示出具有加热的、陶瓷制成的套管的前端。

根据图1A，本发明的预热塞1包括管状本体10，其未示出的前端设有陶瓷制成的加热套管或金属管加热套管，在加热套管中容纳有加热电阻丝。此电阻丝通过一个端部联接至形成导体的管状本体10以与车辆电路的地线联接，而电阻丝的另一个端部联接至穿过管状本体10的镗孔11的中心电极20，以在其后端接纳初级连接件40，并且插入衬垫30，同时确保组装至连接件40的中心电极20与本体10之间的密封性以及电绝缘。

以更详细的方式，根据图2A，金属本体10（即导体）除了从一端穿过到另一端的镗孔11之外，还包括螺纹12以将塞拧紧至发动机的气缸头中。本体10的后部终止于后部部分13处，从而形成用于塞的拧紧的工具柄。此部分13的内部具有光滑的表面，其由镗孔的端部14和部分13的后表面131构成，该后表面131设有锪孔15，以接纳且支撑衬垫30。

中心电极20（仅示出其后部部分）包括光滑的圆筒状杆，该杆直径为D0，中心电极20的后端终止于辊纹21处，辊纹21的直径D₁小于或者至多等于光滑部分的直径D₀。

衬垫30包括套筒31，套筒31的外部直径D₂略大于镗孔11的内部直径D₃，并且套筒31的内部直径D₄基本上等于中心电极20的直径D₀。在套筒31之后是凸缘32，该凸缘32与套筒31形成一体。套筒31通过压配容纳于中心电极20与镗孔的端部14之间的间隔中，凸缘32部分地进入锪孔15中。该组件通过连接件40紧固。

连接件40是实心工件，其设有端孔41以接纳中心电极20的端部，尤其是其辊纹部分21。连接件40的前部设有支撑凸缘42，其之后是止挡凸缘43，该止挡凸缘43限定表面44，该表面用于接纳制造商的连接件。

该组装结束于使连接件40的包括在两个凸缘42、43之间的部分镶接50在中心电极20的辊纹端部21上。

塞的内部的密封性的实现是通过套筒31的压配接触以及套筒31在中心电极20的光滑表面与镗孔11在它的部分14上的光滑表面之间的持续压缩。为此，套筒31的壁的厚度大于镗孔11在它的部分14上与中心电极20的光滑壁之间的间隔的尺寸（即（D₃-D₀）/2）。而且，内部直径D₄等于中心电极20的直径D₀，使得套筒31没有被辊纹21阻挡或损坏的风险，辊纹21的直径D₁小于中心电极20的直径D₀。衬垫30优选地通过塑料复合材料在加热和加压下的注射所获得，例如，聚酰胺PA6或PA66。

密封性的实现是通过将套筒31用力插入至限定中心电极中的圆形间隔的两个表面之间。由于套筒31强制插入在间隔中，使得套筒31的厚度减小，从而使套筒31以相等的压力抵靠在镗孔11的表面上和中心电极20的表面上。此压力保持不变，并且确保管状本体的腔体与环境之间的密封性。

由于套筒31的内表面不会因为经过辊纹21上而受到损坏，所以在套筒31的抵靠在中心电极20的光滑部分上的内表面处的密封性不会有遭到破坏的风险。

在工作时，即使中心电极膨胀，将连接件40的支撑凸缘42从衬垫30的凸缘32的后表面推开，这样也不会改变套筒31在镗孔11中以及在中心电极20周围的保持状态，并且不会导致密封性破坏。因此，总而言之，不管是冷还是热，即使管状本体10、套筒31与中心电极20之间可能发生滑动，腔体的密封性也始终得到保证。

图1A示出了在镶接之后处于完成状态的预热塞。

图2A示出了预热塞1的后端的第一安装阶段，其前端已经组装完毕，即，加热套管已经固定至本体10并且固定至中心电极20的前端。图2A的未组装的剖视图允许更准确地看到各种元件在其接点处的形状。

图3A示出了预热塞1的后端在镶接之前的组装，并且在镶接之后，预热塞1处于完成状态，如图1A所示。