预热电极及其制造方法与流程

本发明涉及一种用于柴油发动机的预热塞，其具有带金属管或由陶瓷同样制成的加热元件，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电极的制造方法。

背景技术：

根据现有技术，已知各种预热塞。图2示出了这些塞200之一的后部的剖视图，其位于发动机的室中塞的本体201的紧固处和超出其的用于接纳制造商的连接件的部分处。此连接件通常适合于制造商，而预热塞的其它部分是相同的，无论使用（即，安装）预热塞的是哪家汽车制造商。

根据图2，预热塞的前部（未示出）包括本体，该本体设有例如陶瓷制成的套管形式的加热前端，其包含加热电丝，加热电丝的一个接头联接至管状本体201（导体，其本身通过其拧紧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201并且与管状本体201完全电绝缘的中心电极203，以通过它的另一端部联接至初级连接件205，该初级连接件205本身接纳制造商的连接件以由此供给加热元件。中心电极203的后端设有辊纹部分231，并且容纳在初级连接件205的盲孔251中以镶接在此处。镶接232是通过沿着垂直于塞200的轴线xx的方向（S，S）的横向压缩所实现的。

这个方案存在一些缺陷。连接件205在中心电极203的端部231上的镶接是相对长时间的操作，这样会降低制造产量。因为所使用的操作和工具的性质，从制造批次的变化的角度看，镶接过程是刻板的。为了使一批预热塞变成另一批不同尺寸的预热塞，需要更换实施镶接的工具。

镶接还在塞的制造和使用两方面均存在缺陷和不足。

在镶接时，无法获得连接件205和中心电极203之间的精确的电阻率或导电率；由于以下因素，一个电极与另一个电极的电阻率之间可能存在很大差异：为了镶接所施加的压力的变化，以及与初级连接件205的盲孔251的表面处理品质和性质有关的变化，以及电极203的辊纹231的品质和清洁度。然而，这些电阻率的变化会表现为电力强度在塞工作期间的变化。这些差异又会导致加热温度的差异，这样可能会对柴油发动机中的燃烧造成不利影响。

随着工作和老化的过程，镶接232还具有如下缺陷：连接件205的盲孔251与中心电极203的辊纹231之间在进行镶接232处的接触表面会发生退化，原因在于初级连接件205与电极203之间的微小运动导致微型电弧，而其本身是由于发动机振动所造成的。此退化是不可逆的，并且会增加电阻率，其影响类似于上文所述。这一点再加上连接件205（通常由黄铜制成或者由铝合金制成芯体，然后再涂覆上例如镍基质的表面处理材料）与由钢制成的中心电极之间的接触造成电池效应，这两种金属的不同电化学电势造成电池效应，从而导致电接触的磨损。

技术实现要素：

发明目的

本发明的目的是简化预热塞的制造过程，并且改良预热塞在制造时及老化过程中的可靠性及其效率。

发明概述与优点

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，由钢制成的初级连接件具有开口的管状形状，中心电极具有容置于初级连接件的贯穿镗孔中的光滑端部，并且通过激光实施的焊缝穿过连接件的开口将电极的端部连结至连接件内部。

根据本发明的塞具有一种特别简单的结构，其由容易组装的更少数量的元件构成，从而简化自动制造。连接件与中心电极之间的接触特别可靠并且对于老化不敏感，因为它包括通过激光实施的焊缝，并且其本身还受到保护以免于腐蚀，原因是一方面其以受到保护的方式容纳在管状的初级连接件中，且另一方面容纳在制造商的连接件中。容纳在初级连接件的贯穿镗孔中的这个焊缝完全不会影响初级连接件与制造商连接件之间的电接触品质，该制造商连接件形成于初级连接件的外表面上。此塞对同一制造批次的所有塞具有非常准确并且尤其相同的通过电阻。因此，根据本发明的塞的预热效率特别规律。

本发明的目标还在于一种具有由陶瓷或金属管制成的此类预热塞的实施方法，所述预热塞包括管状金属本体，其设有螺纹以拧紧在发动机气缸头中，并且设有套管中的加热元件，中心电极穿过本体，中心电极连接至加热元件的一个端子，加热元件的另一个端子连接至本体，从而连接至地线，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，此初级连接件安装在电极上并且连接至所述电极，并且通过电绝缘圈与本体绝缘，所述方法特征在于：实施塞的本体，由钢实施开口的管状连接件，由钢实施中心电极，将塞的前部部分与它的接合在本体中的中心电极组装在一起。将初级连接件装配在中心电极上，并且插置绝缘圈使其支撑抵靠本体的凸缘，以激光穿过初级连接件的开口将中心电极的后端焊接至初级连接件。

根据本发明的方法的优点是，它对于塞的部件的制造及其组装尤其是通过将中心电极焊接至初级连接件的最终组装实施起来非常简单。接近焊接区域非常简单，因为激光光束能通过初级连接件的开口进入。因为连接件设有贯穿镗孔，所以将连接件放置于中心电极上，以及密封衬垫和电绝缘衬垫的压缩不会影响电极的端部在连接件中的定位。此定位不会影响总是通过连接件的开口实施的焊接，并且不会受到一个塞与另一个塞的焊接区域位置的可能变化的影响。

这种制造方法，即电极与初级连接件之间的焊接实际上与预热塞的尺寸无关，从而不需要有特殊的工具以在电极与初级连接件之间实施连接，因为联接始终是通过激光焊接实施的。

最后，这种焊接方法的实施允许同时省去中心电极的后部部分上的辊纹操作。这样能简化制造过程，减少机器投资，并且改善生产的经济管理。

附图说明

下文通过与已知的预热塞的比较以更详细的方式描述本发明，已知的预热塞在附图中也予以示出，在附图中：

-图1是根据本发明的预热塞的后部部分的轴向剖面中的预热塞的局部剖视图。

-图2是根据现有技术的预热塞的后部部分的轴向剖视图。

具体实施方式

图1中，根据本发明的预热塞包括管状本体1，管状本体1的前端11（AV侧）设有由陶瓷或金属管制成的加热套管2，其容纳加热电阻丝，该加热电阻丝的一个接头连接至管状本体1，该管状本体1与嵌入式电路的地线建立联接，并且另一个接头连接至中心电极3。剖视图中仅示出接近预热塞后部的中心电极3和管状本体1。

管状本体1（在后侧12（AR））包括螺纹121以拧紧在发动机的气缸头中，通过此接触建立电联接以使管状本体接地。

除了螺纹121之外，管状本体1还包括工具柄122，例如六角形柄。

中心电极3穿过管状本体的内部，中心电极3通过由密封衬垫41和电绝缘圈42形成的组件4被管状本体固持在后部。预热塞的后部包括管状的初级连接件5，其设有贯穿镗孔51，其整体与塞的轴线xx对准。此贯穿镗孔51接纳中心电极3的后端31。中心电极3是光滑的，没有辊纹，也没有特殊的机械加工。

初级连接件5在前部包括止挡凸缘52以支撑抵靠绝缘圈42并且压缩密封衬垫41。连接件5还包括装载凸缘53，其限制空间54，该空间54接纳汽车制造商的将塞安装在其发动机中的特定连接件（未示出）。

连接件5的镗孔51是贯通的，即，它不仅前部是开口的，而且其后部也是开口的，由此留出开口55。

中心电极3延伸直至初级连接件5的后端附近。初级连接件5的后部部分54在外部接纳属于制造商特有的制造商的连接件，使得同一个初级连接件5能根据制造商的不同连接件来适配预热塞。

初级连接件5通过焊缝32连接至中心电极3，该焊缝32由激光实施，引导激光的光束沿着轴线xx（方向L）穿过开口55，使得将中心电极3的端部焊接至初级连接件5的镗孔51的内部。焊缝通过体积W表示。此焊缝使外表面54保持完整，以便使其一方面保留适合于所有制造商的连接件的通用形状，且另一方面保留其电交换品质。初级连接件5由钢制成，使得中心电极3的材料和初级连接件5的材料实际上是相同的，以实施可靠且稳定的焊接。

焊缝32确保在中心电极3与初级连接件5之间提供电连接，中心电极3和初级连接件5如此以确定的方式组装并且不会带来外来材料。焊接是一种不可逆的联接，并且从电阻方面看其非常稳定，而且对于发动机振动导致的退化不敏感。

上述组件通过焊缝32将上述部件固持在合适位置，这些部件即管状本体1、密封衬垫41、电绝缘圈42、中心电极3和连接件5。

由钢制成的中心电极3是光滑的电极，其无需特别的机械加工。

上述预热塞100的制造方法包括：由钢制造管状本体，将加热套管2集成至该管状本体中，然后将加热套筒与管状本体1连接起来以使其接地。在安装于管状本体1中的中心电极3的前端处实施加热套管2的另一个连接。然后，在将塞的前部部分与它的中心电极3的此组装之后，将初级连接件5配合在中心电极3上，并且插置密封衬垫41和隔离垫圈42，使其支撑抵靠管状本体1的后部。然后，穿过初级连接件5的后部开口55，将中心电极的后端激光焊接至初级连接件5。