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EP 1 041 343 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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02.06.2004 Patentblatt 2004/23 |
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Anmeldetag: 29.03.2000 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC)7: F23Q 7/00 |
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Verfahren zum abdichtenden Verschliessen des Anschlussseitigen Endbereichs des Glührohres
einer Glühkerze und Glühkerzen mit verfahrensgemässem Verschluss
Method for sealingly closing the connection end side of the incandescent tube of a
heating plug and heating plug with the thus obtained closure
Procédé de fermeture étanche de l'extrémité raccordée du tube à incandescence d'une
bougie de réchauffage et bougie de réchauffage avec la fermeture ainsi obtenu
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Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE |
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Priorität: |
31.03.1999 DE 19914619
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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04.10.2000 Patentblatt 2000/40 |
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Patentinhaber: Beru AG |
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71636 Ludwigsburg (DE) |
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Erfinder: |
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- Heinz, Rudi
71686 Remseck (DE)
- Hain, Rainer
71711 Steinheim (DE)
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Vertreter: Wilhelms, Rolf E., Dr. |
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WILHELMS, KILIAN & PARTNER
Patentanwälte
Eduard-Schmid-Strasse 2 81541 München 81541 München (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 989 370 US-A- 4 211 204
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DE-A- 19 630 402
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum abdichtenden Verschließen des anschlußseitigen
Endbereichs eines Glührohres einer Glühkerze, sowie eine entsprechende Glühkerze.
[0002] Es ist bekannt, den anschlußseitigen Endbereich eines Glührohres einer Glühkerze
durch Rundkneten im Durchmesser zu verringern, wobei eine zentrische, feste und abdichtende
Verbindung des Glührohrendes mit dem herausragendem Innenpol der Glühkerze ohne Beschädigung
des in diesem Bereich angeordneten Dichtungselementes erzielt werden soll.
[0003] Hierzu werden Rundknetmaschinen, die auch als Hämmer- oder Reduziermaschinen bezeichnet
werden, eingesetzt, die durch Druckumformen mit relativ schneller Arbeitsimpulsfolge
Außendurchmesser im Vorschubverfahren verkleinern und so das mit Innenpol und Isolator
befüllte Glührohr über dem Dichtring abschließen.
[0004] Rundknetmaschinen formen die über Stößel mit hoher Arbeitsfrequenz radial oszillierenden
Werkzeuge das sich im Zentrum des Werkzeugs befindliche Werkstück entsprechend um.
Hierbei wird immer dann ein schneller, kurzer Umformhub von dem Werkzeug auf das im
Zentrum befindliche Werkstück übertragen, wenn ein Stößelpaar unter einem Rollenpaar
durchläuft. Zwischen den Hüben öffnen sich die Stößel und Werkzeuge durch Zentrifugalkraft,
und das Werkstück wird axial weiter eingeschoben. Die beim Rundkneten im Kaltarbeitsverfahren
erzielbaren Toleranzen liegen bei +/- 0,01 mm.
[0005] Der ursprüngliche Außendurchmesser des Glührohrs wird in einer bestimmten Länge auf
ein bestimmtes Maß, das üblicherweise noch nicht das Endmaß ist, reduziert, und sitzt
damit fest auf Innenpol, Dichtungselement und Isolationsmaterial. Die hierbei erzeugte
Verbindung muß schüttgutfähig für den nächsten Arbeitsgang sein, der das Reduzieren
des Heizstabes auf sein Endmaß betrifft.
[0006] Nachteilig an den aus dem Stand der Technik bekannten Rundknetverfahren und Rundknetvorrichtungen
ist die hohe Geräuschentwicklung, die Schallschutzkabinen notwendig macht. Die Geräuschentwicklung
wird durch die benötigte hohe Stößelfrequenz verursacht, die durch die geringe Umformung
je Hub der Rundknetmaschine bedingt ist. Der Reibungsanteil der Werkstücke in den
Werkzeugen muß groß sein, um zu verhindern, daß das Werkstück aus den Werkzeugen entgegen
der Vorschubrichtung herausgetrieben wird. Die Geräusche entstehen insbesondere an
den Stellen, an denen Stößel auf Walzen (Rollen), Werkzeuge auf Werkstück und, bei
Leerlauf, die Werkzeughälften der Rundknetvorrichtungen aufeinander treffen.
[0007] Darüberhinaus besteht durch die große radiale und axiale Belastung des zu bearbeitenden
Endbereichs des Glührohres die Gefahr einer Beschädigung des darin angeordneten Dichtungselements,
beispielsweise durch Überdehnung.
[0008] Erfahrungsgemäß ist auch eine zentrische Lage des Innenpols nicht 100%ig sicher zu
stellen, so daß es hierdurch zu unerwünschten Ausfällen kommt. Da sich das Glührohr
im Werkzeug mitdreht, besteht die Gefahr, daß dieses in anliegenden Bereichen angefräst
wird. Nachteiligerweise kommen auch hohe Investitionskosten für die Rundknetmaschine
und hohe Werkzeugkosten, großer Platzbedarf und unverhältnismäßiger Werkzeugverschleiß
hinzu, zumal das vorbekannte Verfahren des Rundknetens als Mittel zur Abdichtung des
Glührohrendbereichs überdimensioniert ist; ebenfalls hat sich gezeigt, daß die genannten
Fertigungstoleranzen hierbei nicht benötigt werden.
[0009] Die US-A-4 211 204 zeigt die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 und von Anspruch
4. Insbesondere ist aus der US-A-4 211 204 weiterhin bekannt, zum abdichtenden Verschließen
des anschlussseitigen Endbereiches eines Glührohres einer Glühkerze, am anschlussseitigen
Endbereich des Glührohres ein das Glührohr verschließendes Dichtungselement anzuordnen
und das Glührohr an seinem anschlussseitigen Endbereich so umzubördeln, dass es mit
diesem Endbereich in das Dichtungselement eingreift.
[0010] Bei dieser bekannten Art der Verbindung greifen die scharfen umgebördelten Kanten
des Glührohres in das Dichtungslement ein, so dass die Gefahr besteht, dass dieses
beschädigt wird.
[0011] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, ein Verfahren und
eine Glühkerze der eingangs genannten Art anzugeben, bei denen eine Gefahr der Beschädigung
des Dichtungselementes ausgeschlossen ist.
[0012] Durch die Erfindung soll insbesondere unter Überwindung der aufgeführen Nachteile
ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, das auf die Bedürfnisse des abdichtenden
Verschließens des angegebenen Glührohrendbereichs zugeschnitten ist und in die Massenproduktion
von Glühkerzen eingegliedert werden kann, sowie die Weiterverarbeitung in Massenproduktion
erlaubt. Insbesondere sollen auch Beschädigungen des Dichtunselementwerkstoffs vermieden
werden, um schädliches Eindringen von Sauerstoff zu verhindern. Schließlich sollen
Glühkerzen zur Verfügung gestellt werden, bei denen die Abdichtung des anschlußseitigen
Endbereichs eines Glühkerzenrohres den notwendigen Anforderungen an solche Abdichtung
entspricht.
[0013] Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 mit den vorteilhaften
Ausgestaltungen nach Ansprüchen 2 bis 3, bzw. durch die Glühkerze nach Anspruch 4
mit der nachfolgenden bevorzugten Ausgestaltung nach Anspruch 5 gelöst.
[0014] Eine Ausgestaltung der Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren 1 und 2 näher
erläutert.
Figur 1 ist der schematische Längsschnitt durch eine Glühkerze aus dem Stand der Technik;
Figur 2 ist eine schematische Seitenansicht des anschlußseitigen Endbereichs des Glührohres
einer erfindungsgemäß hergestellten Glühkerze;
[0015] Gemäß Figur 1 besteht üblicherweise eine Glühkerze aus einem Glührohr 3 mit Heiz-
und ggf. Regelelementen 5, die in Isoliermaterial 4 eingebettet sind; das oder die
Heizelemente 5 sind anschlußseitig mit einem stabförmigen Innenpol 1 innerhalb des
Glührohres 3 fest verbunden; der Innenpol 1 ragt aus dem anschlußseitigen Endbereich
des Glührohres 3 heraus; er ist üblicherweise in der Austrittöffnung zentrisch mittels
eines obenliegenden Dichtelements 2 fixiert, wobei das Dichtelement 2 gleichzeitig
den Innenraum des Glührohres 3 nach außen hin abdichtet. Dieser anschlußseitige Endbereich
des Glührohres 3 wird zur Fixierung und Fixierung des Innenpoles 1 und Vervollständigung
der Abdichtung üblicherweise durch Rundkneten abgeschlossen, wobei der Durchmesser
dieses Glührohrbereichs gleichzeitig reduziert wird.
[0016] Gemäß Figur 2 führt das erfindungsgemäße Crimpen mit einem an sich bekannten Crimpwerkzeug
zu einer Crimpung 6 des anschlußseitigen Endbereichs des Glührohres 3, wodurch der
Innenpol 1 zentrisch fixiert und das Dichtelement 2, vorzugsweise ein Dichtring, nicht
beschädigt wird, weil im Gegensatz zu den üblichen Rundknet-, Roll- oder Rollbördelverfahren,
eine Verformung des Dichtringes weit unterhalb der Dehngrenze des üblichen Materials
erfolgt. Bevorzugt werden sechs Crimpgrate ausgeführt, die gleichförmig um den genannten
Endbereich angeordnet sind; die axiale Länge der Crimpung beträgt bei dieser Ausführungsform
bevorzugt etwa 10 mm.
[0017] Anschließend wird der gesamte Heizstab durch Rundhämmern weiter verdichtet und dabei
der Durchmesser auf sein Endmaß reduziert. Bei diesem Vorgang wird auch die Vercrimpung
nachgearbeitet und erhält wieder eine zylindrische Form und Oberfläche, die dann in
den Glühkerzenkörper eingepreßt wird.
[0018] Die Vorteile der Erfindung lassen sich wie folgt zusammenfassen:
[0019] Wegen des Einsatzes an sich bekannter Crimpwerkzeuge erfordert das erfindungsgemäße
Verfahren geringere Investitionskosten und geringere Werkzeugkosten wegen der vereinfachten
Verfahrensweise und der vereinfachten Vorrichtung, wobei gleichzeitig höhere Standzeiten
und höhere Taktzeiten erzielbar sind.
[0020] Darüberhinaus ist ein genauerer Rundlauf als im Stand der Technik gegeben, und Beschädigung
des Dichtringes wird vermieden; gleichzeitig tritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
wesentlich geringere Geräuschentwicklung als bei dem vorbekannten auf.
[0021] Die erfindungsgemäßen Glühkerzen weisen darüber hinaus geringere Anfälligkeit gegenüber
Eindringen von Sauerstoff und dadurch bedingten Funktionsausfall auf.
1. Verfahren zum abdichtenden Verschließen des anschlussseitigen Endbereichs eines Glührrohres
(3) einer Glühkerze, wobei am anschlussseitigen Endbereich des Glührohres ein das
Glührohr verschließendes Dichtungselement (2) vorgesehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Glührohr auf das Dichtungselement unter Bildung von Crimpgraten gecrimpt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Crimpen eine Durchmesserreduzierung des anschlussseitigen Endbereiches des Glührohres
um etwa 8 bis 10 % bewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gecrimpte Bereich des Glührohres zu zylindrischer Form nachgearbeitet wird.
4. Glühkerze mit einem Glührohr (3), in dem in Isoliermaterial (4) ein oder mehrere Heiz-
und/oder Regelelemente (5) eingebettet sind, wobei der anschlussseitige Endbereich
des Heizelements (5) mit einem stabförmigen Innenpol (1) verbunden ist, der Innenpol
(1) aus dem anschlussseitigen Endbereich des Glührohres (3) herausragt und der Endbereich
des Glührohres (3) durch ein Dichtungselement (2), das des Innenpol (1) umgibt und
den Innenraum des Glührohres (3) abdichtet, verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der anschlussseitige Endbereich des Glührohres (3) unter Bildung von Crimpgraten
auf das Dichtungselement (2) gecrimpt und der gecrimpte Bereich zu zylindrischer Form
nach gearbeitet ist.
5. Glühkerze nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der gecrimpte Bereich mit den Crimpgraten aus sechs gleichmäßig um den Endbereich
des Glührohres (3) verteilten Crimpgraten besteht, wobei der Glührohrdurchmesser im
Bereich der Crimpgrate um etwa 8 bis 10 % im Durchmesser reduziert ist und der Crimpbereich
in axialer Richtung über etwa 10 mm verläuft.
1. Method for closing the end area of an incandescent tube (3) of a heating plug on the
connection side to make a seal, in which a sealing element (2) which closes the incandescent
tube is provided in the end area of the incandescent tube on the connection side and
seals the interior of the incandescent tube (3), characterised by the fact that the incandescent tube is crimped on the sealing element forming crimping
ridges.
2. Method according to claim 1, characterised by the fact that when crimping a reduction in the diameter of the end area of the incandescent
tube on the connection side is brought about of approximately 8 to 10%.
3. Method according to claim 1 or 2, characterised by the fact that the crimped area of the incandescent tube is reworked in a cylindrical
shape.
4. Heating plug with an incandescent tube (3), in which one or several heating and/or
regulating elements (5) are embedded in insulating material (4), in which the end
area of the heating element (5) on the connection side is connected to a rod shaped
internal pole (1), the internal pole (1) projects from the end area of the incandescent
tube (3) on the connection side and the end area of the incandescent tube (3) is closed
by a sealing element (2), which surrounds the internal pole (1) and seals the interior
of the incandescent tube (3), characterised by the fact that the end area of the incandescent tube (3) on the connection side is
crimped on the sealing element (2) forming crimping ridges and the crimped area is
reworked in a cylindrical shape.
5. Heating plug according to claim 4, characterised by the fact that the crimped area with the crimping ridges consists of six crimping
ridges evenly distributed around the end area of the incandescent tube (3), in which
the diameter of the incandescent tube is reduced in the area of the crimping ridges
by approximately 8 to 10% and the crimped area runs in an axial direction over approximately
10 mm.
1. Procédé de fermeture étanche de la zone d'extrémité, du côté raccordement, d'un tube
à incandescence (3) d'une bougie de préchauffage, un élément d'étanchéité (2) étant
prévu pour fermer le tube à incandescence (3) au niveau de la zone d'extrémité, du
côté raccordement, du tube à incandescence (3), caractérisé en ce que le tube à incandescence (3) est serti sur l'élément d'étanchéité (2) en formant des
arêtes de sertissage.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sertissage entraîne une réduction de l'ordre de 8 à 10 % environ du diamètre de
la zone d'extrémité, du côté raccordement, du tube à incandescence.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la zone sertie du tube à incandescence est rectifiée pour obtenir une forme cylindrique.
4. Bougie de préchauffage comprenant un tube à incandescence (3), dans lequel un ou plusieurs
éléments de chauffage et/ou de réglage (5) sont enrobés dans un matériau isolant (4),
la zone d'extrémité, du côté raccordement, de l'élément de chauffage (5) étant assemblée
à un pôle intérieur (1) en forme de tige, le pôle intérieur (1) s'avance en saillie
hors de la zone d'extrémité, du côté raccordement, du tube à incandescence (3) et
la zone d'extrémité, du côté raccordement, du tube à incandescence (3) est fermée
par un élément d'étanchéité (2) qui entoure le pôle intérieur (1) et obture de manière
étanche le volume intérieur du tube à incandescence (3), caractérisée en ce que la zone d'extrémité, du côté raccordement, du tube à incandescence (3) est sertie
sur l'élément d'étanchéité (2) en formant des arêtes de sertissage et la zone sertie
est rectifiée pour obtenir une forme cylindrique.
5. Bougie de préchauffage selon la revendication 4, caractérisée en ce que la zone sertie avec les arêtes de sertissage est formée par six arêtes de sertissage
uniformément réparties autour de la zone d'extrémité du tube à incandescence (3),
le diamètre du tube à incandescence dans la zone des arêtes serties étant réduit de
8 à 10 % environ et la zone sertie s'étendant dans le sens axial sur environ 10 mm.