電熱塞的製作方法

2023-07-21 12:45:51 1

專利名稱：電熱塞的製作方法
技術領域：
本發明基於具有權利要求I前續部分所述特徵的電熱塞。這種電熱塞是已知的，例如參見德國專利DE 10 2008 017 110B3。
背景技術：
具有傳感器(例如壓力傳感器)的電熱塞能夠提供與燃燒參數有關的重要信息，尤其是燃燒室壓力。電熱塞的傳感器暴露在因幹擾的影響而使測量複雜化的困難操作條件下。而且電熱塞殼體中可利用的空間是非常有限的。因此帶有能夠實現對燃燒參數(例如燃燒室壓力或對電熱塞控制單元或引擎控制單元來說重要的其他參數)有意義測量的傳感器的電熱塞結構將變得複雜和困難
發明內容
本發明的目的是提供一種如何改善帶有能夠實現對燃燒參數(例如燃燒室壓力或對電熱塞控制單元或引擎控制單元來說重要的其他參數)有意義測量的傳感器的電熱塞結構的方法。此目的通過具有權利要求I所述特徵的電熱塞來實現。本發明的有利改進為附屬權利要求的事項。在根據本發明的電熱塞的例子中，電源線環繞一內部空間，在該內部空間中設有與傳感器連接的信號線。因此，相對於電源線呈杆形的傳統電熱塞，根據本發明的電熱塞的殼體和電源線之間的間隔可以減小。因此，由饋線生成的歐姆熱可以很好地耗散到電熱塞的殼體。因此，可以減低傳感器的熱負載。另一個優勢是由於可以接受更大的熱損失，因而改善的熱耗散允許減小電源線的橫截面積。利用電源線的較小橫截面積，在電熱塞的殼體中得到有價值的安裝空間，這個空間可以用於傳感器，線路或電路元件。而且，在根據本發明的電熱塞中，由電源線環繞的內部空間被交變電場屏蔽。因此，以有利的方式降低在所述內部運行的傳感器信號線上的電磁幹擾效應。優選地，電源線環繞多個連接到傳感器的線路。在根據本發明的電熱塞的例子中，傳感器可以由電源線環繞。以此方式，傳感器可以很好地被屏蔽免受幹擾信號影響。然而，若傳感器未被電源線環繞，而僅是傳感器的信號線被電源線環繞，則信噪比的改善已能實現。根據本發明的電熱塞的傳感器優選為壓力傳感器。作為壓力傳感器的替代或者除了壓力傳感器之外，該電熱塞還可以包括一個或多個其它傳感器，例如溫度傳感器。信號線可以例如由電線製成。不過，也可以將信號線和可選擇的通向傳感器的其他線路設置為導電層或位於絕緣體例如塑料薄膜上的導體路徑。例如，絕緣體可以是作為電源線內側上的塗層來提供。電源線可被配置為管等。為了實現信號線對電磁幹擾的屏蔽，電源線還可以例如配置為由金屬網製成的軟管。也可以將電源線配置為殼體內側上的塗層，例如配置為纏繞薄膜(wound-up film)。本發明的有利改進在於電源線和/或殼體通過隔離層彼此電氣隔離。優選地，隔離層被配置為電源線和/或殼體的塗層。以此方式，可以實現電源線對殼體良好的熱耦合，使得電源線可以通過殼體很好地被冷卻。隔離層優選地由塑料製成。本發明的另一方面涉及一種電熱塞,其包括電熱銷(glow pin)、該電熱銷從其上伸出的殼體、用於向電熱銷供應電源電壓的連接元件、以及在殼體內延伸並使連接元件和電熱銷電連接的電源線，其中電源線被配置為在殼體內延伸所述殼體的大部分長度的管。在形成電源線的管中，可以設置傳感器的信號線；然而，上述改善的將電源線熱耦合到殼體的優勢還可以用於沒有傳感器的電熱塞。優選地，殼體內的管的長度至少為殼體長度的3/4。



本發明的進一步細節和優勢通過參考附圖的示例性實施方式進行說明。相同和對應的部件每一個都配有相應附圖標記。在附圖中圖I示出根據本發明的電熱塞的一個示例性實施方式；圖2示出圖I的部分截面圖；圖3示出電源線的一個示例性實施方式；圖4示出電源線的另一個示例性實施方式；圖5示出電熱塞的另一個示例性實施方式；以及圖6示出電熱塞的又一個示例性實施方式。附圖標記I :殼體2 電熱銷3 電壓連接器4 電源線4a :波紋段4b :狹縫5 :端子6:隔離層7 :信號線8 :壓力傳感器9:隔膜
具體實施例方式圖I示出的電熱塞具有殼體1，電熱銷2從其前端伸出。電熱塞可以是陶瓷的電熱塞，這樣可以包括陶瓷的電熱銷2，或可以是鋼的電熱塞並且例如包括設置在金屬套管內的金屬螺旋。在電熱塞的後端具有電壓連接器3，電熱銷2經由電壓連接器3連接到電源電壓。通過殼體I實現接地連接。圖2示出圖I中所示電熱塞前部分的局部截面圖。電源線4布設於殼體I內，電熱銷2經由電源線4與連接元件3電連接。電源線4的一端連接到電熱銷2的端子5，其另一端連接到連接元件3。電熱銷2的另一電氣端以導電的方式連接到殼體I。電源線4形成為管。在電源線4和殼體I之間設有隔離層6。所述隔離層6例如可以被配置為位於殼體I內側上的塗層。電源線4接觸此塗層。因此形成了對殼體I的良好熱耦合。因此，在電源線4中生成的歐姆熱可以有效地疏散到殼體I。電源線4形成為環繞內部的管。通向壓力傳感器8的信號線7布設於該內部。因此，信號線7由電源線4屏蔽以免電磁幹擾。除了圖2中示出的信號線7夕卜，還可以在由電源線4環繞的內部設置其他線路，尤其是通向傳感器8的第二線路。在示出的實施方式中，信號線7由電線製成，然而還可被配置為例如電源線4中的導電層。例如，在電源線4的內側上可以是例如由塑料製成的隔離層，其承載導電層。尤其是，信號線可以設置在設於電源線4內部的纏繞薄膜上。
為了能夠進行燃燒室壓力的測量，在示出的電熱塞中的電熱銷2可移動地設於殼體I中。隨著燃燒室壓力的增加，電熱銷2克服復位力被輕輕地推入殼體I。隨著燃燒室壓力的減小，復位力將電熱銷2推出殼體。電熱銷2的這些運動可以由設於電源線4外側的壓力傳感器8檢測。作為替代方案，也可以使用設於由電源線4環繞的空間中的壓力傳感器，例如壓電式壓力傳感器。殼體I的內部可以通過隔膜9相對於燃燒室密封。所述隔膜例如可以通過焊接直接連接到電熱銷2，或固定在環繞電熱銷的保護套管上。例如，電熱銷2可以被壓入與隔膜焊接或焊合的保護套管內。隔膜9可以對殼體I起密封作用，而且當電熱銷2沿著殼體I的縱向移位時，隔膜還可以生成復位力。電熱銷2例如可以通過焊接(soldering)、焊合(welding)、壓接(crimping)或壓制等方式固定到電源線4。電熱銷2的移位使機械負荷作用在電源線4上。在圖示的示例性實施方式中，由於電源線4沿著縱向可彈性地壓縮，因而該負荷可以被吸收。因此，電源線4具有波紋段4a，因而為波紋管。波紋段4a可被限於電源線4長度的一部分。然而，電源線4也可以在其整個長度上具有波紋。電源線4在其縱向上的彈性可動性也可以通過管具有相對於所述管的縱向橫向布置的狹縫來實現。優選地，所述狹縫垂直於後者的縱向布置。在圖3和圖4中示出被配置為管的電源線4的相應示例性實施方式。狹縫4b以不同的方向切入管中。在圖3所示的示例性實施方式中，電源線4具有彼此相對並指向相反方向的4對狹縫。在此，可以提供不同定向的兩種成對狹縫，例如相差90°定向。在圖4所示的示例性實施方式中，電源線4中的狹縫4b從相反的兩側切入管中。狹縫彼此偏移地設置，並且在每種情況下狹縫的深度大於管直徑的一半。圖5不出沒有壓力傳感器的電熱塞的一個實施例。對於這種電熱塞，電熱銷2相對於殼體I的可動性是不需要的。因此，電熱銷2可以剛性連接到殼體1，例如，電熱銷2被壓入殼體I內或與殼體I焊接或焊合。電熱銷2可以是陶瓷電熱銷或金屬電熱銷。正如圖2的示例性實施方式所解釋的那樣，電熱銷2可以被保持在插入殼體I中的保護套管中。還是在此示例性實施方式中，電源線4也被配置為管，電熱銷2通過電源線4與接觸元件3電連接。在此示例性實施方式中，電源線4沿縱向的彈性可動性是次要的。因此不需要用於增加該可動性的狹縫4b或波紋部4a。如在圖2的示例性實施方式中的一樣，電源線4相對於殼體I電氣隔離。隔離層6靠著殼體1，還靠著電源線4上。以此方式，獲得良好的熱耦合。隔離層6可以由陶瓷材料製成，或優選地由塑料，例如卡普頓(Kapton)製成。通過將電源線4配置成在殼體I中延伸殼體大部分長度的管，電源線4的廢熱可以輕鬆地耗散到殼體I。尤其是通過由塑料製成的隔離層6，電氣隔離可以和良好的熱耦合相結合。被配置為管的 電源線4越長，歐姆熱能夠耗散到殼體I的效果就越好。因此在所示的示例性實施方式中，電源線4延伸殼體I的長度的大部分。優選地，電源線4延伸殼體I的長度的至少3/4。特別地，電源線4可以直接固定於電熱銷2的端子5和/或直接固定於電壓連接器3的端子。由於製造方面的原因，電源線4的一端或兩端固定到與電熱銷2或電壓連接器3形成連接的連接元件也將是有利的。然後，這種連接元件的長度應該小於被配置為管的電源線4的長度，例如小於電源線4的長度的1/4，尤其是至少小於電源線4的長度的1/5，優選地小於電源線4的長度的1/10。圖6示出電熱塞的又一個示例性實施方式。如圖2所示的示例性實施方式中那樣，電源線4被配置為具有波紋段4a的管，因而具有被配置為波紋管的段(section)。與圖2的示例性實施方式相反，在殼體環繞電力供應線處將殼體I內部與電源線4電氣隔離的隔離層6去除。在圖6的示例性實施方式中，通過電源線4與殼體壁I之間的足夠間隔來實現電氣隔離。所述間隔可以用灌封複合材料(potting compound outing)、陶瓷粉末或其他隔離材料填充。然而，也可以不使用這樣的隔離材料，而是僅通過提供足夠大的間隔來實現隔離。圖2中所示的示例性實施方式中的另一個不同是壓力傳感器8的配置，壓力傳感器8例如可以被配置為電熱銷2壓靠著的壓電傳感器。配置壓力傳感器8的另一個可能性是，例如為隔膜8，該隔膜8被固定到電熱銷2並在電熱銷2的軸向移位期間變形。
權利要求
1.一種電熱塞,包括 電熱銷(2)； 殼體(1)，所述電熱銷(2)從所述殼體(I)伸出； 電源線(4)，其布設於所述殼體(I)中並與所述電熱銷(2 )連接以施加電壓；以及 傳感器(8)， 其特徵在於，所述電源線(4)環繞ー內部空間，在所述內部空間中布置有與所述傳感器(8)連接的信號線(7)。
2.如權利要求I所述的電熱塞，其特徵在於所述電源線(4)為管。
3.如權利要求2所述的電熱塞，其特徵在於所述電源線(4)為波紋管。
4.如權利要求2或3所述的電熱塞，其特徵在於所述管具有與所述管的縱向成橫向布置的狹縫(4b)。
5.如權利要求4所述的電熱塞，其特徵在於所述狹縫(4b)沿不同方向切入所述管中。
6.如權利要求4或5所述的電熱塞，其特徵在於所述電熱塞具有彼此相對並沿相反方向布置的成對狹縫(4b)。
7.如前述權利要求中任一項所述的電熱塞，其特徵在於所述信號線(7)被配置為所述電源線(4)的塗層。
8.如權利要求7所述的電熱塞，其特徵在於所述信號線(7)被布置在纏繞薄膜上，所述纏繞薄膜被布置在所述電源線(4)內。
9.如前述權利要求中任一項所述的電熱塞，其特徵在於所述電源線(4)和/或所述殼體(I)通過隔離層(6)彼此電氣隔離。
10.一種電熱塞,包括 電熱銷(2)； 殼體(I )，所述電熱銷(2)從所述殼體伸出； 連接元件，用於向所述電熱銷(2)施加電源電壓；以及 電源線(4 )，布設於所述殼體(I)中並連接所述連接元件與所述電熱銷(2 )， 其特徵在於，所述電源線(4)被配置為管，所述管在所述殼體(I)中延伸所述殼體的大部分長度。
全文摘要
本發明涉及一種電熱塞，包括電熱銷(2)、電熱銷(2)從其伸出的殼體(1)、布設於殼體(1)中並連接到電熱銷(2)以施加電壓的電源線(4)、以及傳感器(8)。根據本發明，其特徵在於電源線(4)環繞一內部空間，在該內部空間中布置有連接於傳感器(8)的信號線(7)。
文檔編號F23Q7/00GK102865596SQ20121023052
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月4日 優先權日2011年7月5日
發明者C.波蒂耶, Y.程, M.阿爾蓋爾, B.拉斯特 申請人:博格華納貝魯系統股份有限公司