DE102009000751A1 - Glow tube for a glow plug and method for its production - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Glührohr (14) für eine Glühstiftkerze sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung vorgeschlagen. Zur Herstellung des Glührohres (14) wird ein nahtlos hergestellter Glührohrkörper (30) mit einer Länge L eingesetzt, welcher einen rohrförmigen langen Endabschnitt (31) mit einem Außendurchmesser D und einem Innendurchmesser d, einen stumpfförmigen kurzen Endabschnitt (32) mit einem Reduzierdurchmesser Dj und einem Öffnungsdurchmesser dö sowie einen dazwischen liegenden Reduzierabschnitt (33) aufweist. Der Reduzierabschnitt (33) bildet eine gleichmäßige Verjüngung des Außendurchmessers D auf den Reduzierdurchmesser Dj und des Innendurchmessers d auf den Öffnungsdurchmesser dö aus. Die Herstellung des nahtlosen Glührohrkörpers (30) erfolgt durch Tiefziehen oder durch Extrusion eines Compounds aus einem Metallpulver oder durch Metallpulverspritzgießen.It is proposed a glow tube (14) for a glow plug and a method for its preparation. For producing the glow tube (14), a seamlessly produced glow tube body (30) having a length L is used which has a tubular long end portion (31) with an outside diameter D and an inside diameter d, a short end portion (32) with a reduction diameter Dj and an opening diameter dö and an intermediate reducing section (33). The reducing portion (33) forms a uniform taper of the outer diameter D to the reduction diameter Dj and the inner diameter d to the opening diameter dö. The production of the seamless glow tube body (30) is carried out by deep drawing or by extrusion of a compound from a metal powder or by metal powder injection molding.
Description
Die Erfindung betrifft ein Glührohr für eine Glühstiftkerze und ein Verfahren zur Herstellung des Glührohres nach dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.The The invention relates to a glow tube for a glow plug and a method of manufacturing the glow tube after Generic term of the independent claims.
Stand der TechnikState of the art
Eine
Glühstiftkerze mit einem Glühstift, der von einem
dünnwandigen Glührohr ummantelt ist, ist beispielsweise
aus
Aus
Aus
Als Glührohre werden üblicherweise längsnahtgeschweißte Glührohrkörper verwendet. Ausgangsprodukt für diese Glührohrkörper ist ein Blechband, das zu einem Rohr gebogen und die Stöße ohne Zusatz verschweißt werden. Die Glührohrkörper werden anschließend geglüht, um die Schweißspannungen zu beseitigen. Danach werden die Rohre über einen Dorn gezogen, wobei der Umformungsgrad bei 10 bis 50% liegt. Anschließend erfolgt ein Rekristallisationsglühen, um die mechanischen Eigenschaften und das Gefüge einzustellen.When Annealing pipes are usually longitudinally welded Glow tube body used. Starting product for This glow tube body is a metal band that too bent a tube and welded the joints without additional become. The glow tube bodies are subsequently annealed to eliminate the welding stresses. Thereafter, the tubes are pulled over a mandrel, wherein the degree of deformation is 10 to 50%. Then done a recrystallization annealing to the mechanical properties and adjust the structure.
Moderne Dieselmotoren sollen ohne merkliches Vorglühen starten. Deshalb müssen die Glühstiftkerzen sehr schnell aufgeheizt werden. Für ein gutes Kaltlaufverhalten der Dieselmotoren werden außerdem Glühstiftkerzen mit höheren Glühtemperaturen benötigt. Höhere Glühtemperaturen erzeugen wiederum hohe Temperaturgradienten, so dass unter diesen Betriebsbedingungen nach längerer Beanspruchung das Glührohr Risse entlang der Schweißnaht aufweist. Ursache für dieses Versagensbild sind thermomechanische Belastungen. Die durch die thermomechanischen Belastung verursachten Dehnungen konzentrieren sich aufgrund der unterschiedlichen Gefüge von Schweißnaht, Blechmaterial des Glührohres und Wärmeeinflusszone der Schweißung auf den mechanisch schwächsten Bereich, nämlich die wärmebeeinflusste Zone der Schweißung.modern Diesel engines should start without appreciable preheating. Therefore, the glow plugs must be very fast be heated. For a good cold running behavior of the Diesel engines will also be glow plugs needed with higher annealing temperatures. Higher annealing temperatures in turn produce high Temperature gradient, so that under these operating conditions after prolonged stress the glow tube cracks along the weld has. Cause of this failure picture are thermomechanical loads. The thermomechanical Strain - related strains are concentrated due to different structure of weld, sheet material of the glow tube and heat affected zone of the weld the mechanically weakest area, namely the heat-affected zone of welding.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rissbildungen am Glührohr infolge thermischer Beanspruchung zu vermeiden.task The present invention is to crack on the glow tube due to thermal stress to avoid.
Darlegung der ErfindungPresentation of the invention
Die Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruchs 1 und der nebengeordneten Verfahrensansprüche gelöst. Das nahtlose Glührohr weist entlang des Umfangs keinen Gefügegradient auf, so dass sich thermomechanische Belastungen im Wesentlichen auf den gesamten Umfang des Glührohres gleichmäßig verteilen und somit sich nicht negativ auf die Haltbarkeit des Glührohres auswirken. Das nahtlose Glührohre wird durch die Herstellung eines ebenfalls nahtlosen Glührohrkörpers erzeugt, wobei der Glührohrkörper eine Vorstufe des Glührohres ist. Dazu weist der Glührohrkörper einen rohrförmiger langen Endabschnitt mit einem Außendurchmesser D und einem Innendurchmesser d, einen stumpfförmiger kurzen Endabschnitt mit einem Reduzierdurchmesser Dj und einem Öffnungsdurchmesser dö sowie einen dazwischen liegenden Reduzierabschnitt auf. Der Reduzierabschnitt wird von einer gleichmäßigen Verjüngung des Außendurchmessers D auf den Reduzierdurchmesser Dj und des Innendurchmessers d auf den Öffnungsdurchmesser dö gebildet.The The object of the invention is with the characterizing measures of claim 1 and the independent claims solved. The seamless glow tube points along the Circumference no structure gradient, so that thermomechanical Loads substantially on the entire circumference of the glow tube distribute evenly and thus not negative affect the durability of the glow tube. The seamless Glow pipes is made by producing a likewise seamless glow tube body produced, wherein the Glührohrkörper a precursor of the glow tube is. For this purpose, the glow tube body a tubular long end portion having an outer diameter D and an inner diameter d, a short frustum End portion with a Reduzierdurchmesser Dj and an opening diameter dö and an intermediate Reduzierabschnitt on. The reducing section is of a uniform Tapering of the outer diameter D to the reduction diameter Dj and the inner diameter d on the opening diameter dö formed.
Zweckmäßigerweise weist der Reduzierabschnitt einen kugelkalottenförmigen Querschnitt oder einen kegelförmigen Querschnitt mit einem Kegelwinkel α auf, wobei der Querschnitt der Kugelkalotte einen Außenradius R und einen Innerradius r von 0,5 d besitzt oder der Kegelwinkel α zwischen 60 bis 80 Grad liegt. Vorteilhaft ist außerdem, wenn das Verhältnis L/d der Länge L und des Innendurchmessers d des Glührohrkörpers zwischen 9 und 5,5 und das Verhältnis L/Querschnittsfläche Rohrwandung L/(D2 – d2)π/4 zwischen 4,5 und 2 (Einheit 1/mm) liegt.Conveniently, the Reduzierabschnitt a spherical cap-shaped cross-section or a conical cross section with a cone angle α, wherein the cross section of the spherical cap has an outer radius R and an inner radius r of 0.5 d or the cone angle α is between 60 to 80 degrees. It is also advantageous if the ratio L / d of the length L and the inner diameter d of the Glührohrkörpers between 9 and 5.5 and the ratio L / cross-sectional area pipe wall L / (D 2 - d 2 ) π / 4 between 4.5 and 2 (Unit 1 / mm) is located.
Das nahtlose Glührohr für die Glühstiftkerze wird zweckmäßigerweise durch Tiefziehen eines Metallblechs oder mittels eines pulvermetallurgischen Verfahrens hergestellt. Das Tiefziehen kann dabei in mehreren Zügen mit Zwischenglühen durchgeführt werden. Als pulvermetallurgisches Verfahren eignet sich eine Extrusion eines Compounds aus Metallpulver mit einem anschließenden Austreiben des Binders und Sintern eines so erzeugten Vorkörpers. Als weiteres pulvermetallurgisches Verfahren eignet sich das Metallpulverspritzgießen.The seamless glow tube for the glow plug is expediently by deep drawing a Me tallblechs or produced by a powder metallurgy process. Deep drawing can be carried out in several passes with intermediate annealing. As a powder metallurgy process is an extrusion of a compound of metal powder with a subsequent expulsion of the binder and sintering of a preform thus produced is suitable. Another powder metallurgical process is metal powder injection molding.
Ausführungsbeispieleembodiments
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.The Invention will be described below with reference to the drawings and several embodiments explained in more detail.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
dargestellte Glühstiftkerze besitzt ein rohrförmiges
Gehäuse
Das
Widerstandsheizelement
Das
Glührohr
Bei
der Ausführungsform gemäß
Bei
der Ausführungsform in
Zum
Tiefziehen des Glührohrkörpers
Als
pulvermetallurgisches Fertigungsverfahren eignet sich eine Extrusion
eines Compounds eines Metallpulvers. Das Metallpulver besteht beispielsweise
aus einer Ni-Basis-Legierung mit der chemischen Zusammensetzung
24–26% Cr, 8–11% Fe, 1,8–2,4% Al, 0,15–0,25%
C und Rest Ni. Zunächst wird ein nahtloser Vorkörper
(Grünling) mittels Extrusion hergestellt, wobei durch Extrusion
ein zylindrisches Rohr hergestellt wird. Der Kegel oder die Kalotte
werden entweder am zylindrischen Grünling oder am fertig
gesinterten Bauteil durch Umformen angebracht. Nach der Extrusion
wird der im Vorkörper enthaltende Binder ausgetrieben.
Anschließend der so erzeugte Vorkörper bei einer
geeigneten Sintertemperatur zum fertigen pulvermetallurgischen Glührohrkörper
Ein
weiteres pulvermetallurgisches Fertigungsverfahren besteht in der
Herstellung eines nahtlosen Glührohrkörpers
Bei beiden pulvermetallurgischen Fertigungsverfahren müssen Länge und Durchmesser allerdings größer sein, weil der Körper beim Sintern ca. 15% linear schwindet.In both powder metallurgical manufacturing processes length and diameter must al lerdings be larger, because the body shrinks about 15% linear during sintering.
Die
aufgezeigten Fertigungsverfahren zur Herstellung des nahtlosen Glührohrkörpers
In
den nahtlos gefertigten Glührohrkörper
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - DE 2935424 A [0004] - DE 2935424 A [0004]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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