ES2222041T3 - Bujia de espiga incandescente ceramica. - Google Patents
Bujia de espiga incandescente ceramica.Info
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Abstract
Bujía de espiga incandescente cerámica con una carcasa metálica tubular (10), que retiene de una manera en voladizo en su extremo (11) del lado de la cámara de combustión un dispositivo calefactor cerámico (12) en forma de U, en forma de una espiga incandescente, con una clavija de conexión dispuesta sobre el lado alejado de la cámara de combustión, que está en contacto eléctrico con el dispositivo calefactor cerámico (12), caracterizada porque el dispositivo calefactor cerámico (12) está revestido, al menos en la zona en la que está abarcado por la carcasa metálica (10), con una capa aislante (20) y en esta capa aislante (20) están previstas escotaduras (21, 22), estando dispuesta una primera escotadura (21) en el lado frontal alejado de la cámara de combustión de uno de los extremos del dispositivo calefactor cerámico (12) en forma de U y estando dispuesta una segunda escotadura (22) lateralmente en la pared exterior del otro extremo del dispositivo calefactor cerámico (12) en forma de Uy estando dispuesta una masa de obturación (18) conductora de electricidad en la zona de la segunda escotadura (22) entre la pared exterior del dispositivo calefactor cerámico (12) y la pared interior de la carcasa metálica (10).
Description
Bujía de espiga incandescente cerámica.
La invención parte de una bujía de espiga
incandescente cerámica para motores Diesel del tipo de la
reivindicación principal. Ya se conoce por el documento
DE-OS 3 837 128 una bujía de espiga incandescente de
este tipo, en la que un dispositivo calefactor cerámico es retenido
por la punta de un soporte cilíndrico. El dispositivo calefactor
cerámico está aislado en este caso frente al soporte. En el lado
del soporte cilíndrico, que está situado frente al dispositivo
calefactor cerámico, está previsto un dispositivo de conexión, que
está en contacto con la tensión de alimentación. El dispositivo
calefactor cerámico está constituido por una sección calefactora en
forma de U, estando los dos extremos de la sección calefactora en
forma de U, respectivamente, en contacto con el dispositivo de
conexión. Durante un proceso de incandescencia, se aplica una
tensión en el dispositivo calefactor cerámico, de tal forma que
fluye una corriente desde un extremo de la sección calefactora en
forma de U, a través de la punta de la sección calefactora del lado
de la cámara de combustión, hasta el otro extremo de la sección
calefactora en forma U. La corriente provoca, en virtud de la
resistencia de la cerámica, el calentamiento de la sección
calefactora, de manera que ésta se pone incandescente y se calienta
la mezcla de combustible y aire para un encendido.
La bujía de espiga incandescente cerámica según
la invención con las características de la reivindicación principal
tiene la ventaja de que es posible un contacto muy sencillo del
elemento calefactor cerámico sin contactos de conexión sinterizados
adicionales. Además, el contacto del dispositivo calefactor
cerámico, que tiene la forma de una espiga incandescente, sin unión
del material debido a la configuración sencilla de las superficies
de contacto en el aislamiento, tiene la ventaja de que se puede
prescindir de una línea de alimentación metálica sinterizada. De
esta manera, se asegura que no se realice ningún debilitamiento de
la cerámica a través de cuerpos extraños sinterizados o un
deterioro de la cerámica o del contacto durante el montaje. La
fabricación es en último término más sencilla y, por lo tanto, de
coste más favorable. Al mismo tiempo se consigue a través de la
incorporación de un paquete de obturación entre la pared interior
de la carcasa y la pared exterior del dispositivo calefactor
cerámico una obturación muy buena frente a la cámara de combustión
con un contacto al mismo tiempo mejorado.
Por medio de las medidas indicadas en las
reivindicaciones dependientes son posibles desarrollos ventajosos y
mejoras de la bujía de espiga incandescente cerámica indicada en la
reivindicación principal.
Es especialmente ventajoso que la espiga
incandescente presente en la zona alejada de la cámara de
combustión una sección de diámetro mayor, puesto que el saliente
que se forma de esta manera entre la sección con diámetro reducido y
la sección con diámetro mayor durante la inserción de la espiga
incandescente en la carcasa comprime el material de obturación y de
esta manera se garantiza una compresión muy buena. De esta manera,
se mejora esencialmente la obturación de los componentes de la
bujía de espiga incandescente que están alejados de la cámara de
combustión. En último término, se reducen al mínimo las presiones
superficiales que son necesarias para la consecución de un contacto
de masa seguro y para la obturación del compartimiento del motor,
con lo que se reducen de nuevo las tensiones tangenciales de
tracción en la espiga incandescente cerámica. La utilización de un
muelle de contacto para la unión del lado frontal, alejado de la
cámara de combustión, de uno de los extremos del dispositivo
calefactor en forma de U para el contacto con la tensión de
alimentación posibilita, además, una compensación de los diferentes
espesores de capa entre la capa aislante y las escotaduras en esta
capa aislante. De esta manera se garantiza igualmente un contacto
seguro. Puesto que las fuerzas de presión de apriete necesarias para
un contacto seguro son reducidas en la espiga incandescente según
la invención, no se generan tensiones de tracción adicionales en la
espiga incandescente cerámica. La utilización de una compresión del
polvo como masa de obturación entre la carcasa y la espiga
incandescente asegura que no se planteen requerimientos especiales a
la calidad de la superficie para la obturación. De esta manera no
pueden aparecer sobreelevaciones de la tensión debidas a una
rugosidad de la superficie.
Los ejemplos de realización de la invención se
representan en el dibujo y se explican en detalle en la descripción
siguiente. La figura 1 muestra la bujía de espiga incandescente
según la invención y la figura 2 muestra la espiga incandescente
cerámica.
La figura 1 muestra una sección longitudinal a
través de una bujía de espiga incandescente cerámica según la
invención. La bujía de espiga incandescente está constituida en este
caso por una carcasa metálica tubular cilíndrica, que representa la
carcasa 10 de la bujía. La carcasa 10 de la bujía comprende en su
extremo 11 del lado de la cámara de combustión un dispositivo
calefactor cerámico 12. Este dispositivo calefactor cerámico 12 es
una espiga incandescente, realizada como compuesto de capas
cerámicas, que está constituido por una capa cerámica compuesta
aislante L3, que está dispuesta entre dos capas cerámicas
compuestas 14 conductoras de electricidad. Las capas cerámicas
compuestas conductoras de electricidad están dispuestas
esencialmente en forma de U. En la punta del dispositivo calefactor
cerámico, las dos capas cerámicas compuestas 14 conductoras de
electricidad están unidas por medio de una nervadura fina de
cerámica compuesta conductora de electricidad. El aislamiento y el
contacto eléctrico de la espiga incandescente se explican a
continuación con la ayuda de la figura 2. La resistencia eléctrica
en la zona de la punta incandescente es, debido a una reducción
fuerte de la sección transversal conductora de electricidad y/o
debido a la utilización de una cerámica con resistencia eléctrica
específica elevada, más alta que en los dos brazos de las capas
cerámicas compuestas conductoras de electricidad en forma de U.
Cuando se aplica una tensión, entonces la corriente incandescente
fluye desde el extremo de uno de los brazos del dispositivo
calefactor cerámico en forma de U, a través de la punta del lado de
la cámara de combustión, hasta el otro brazo del dispositivo
calefactora cerámico en forma de U, donde se lleva a cabo entonces
el contacto de masa a través de una unión eléctrica con la carcasa
de la bujía. La punta del lado de la cámara de combustión del
dispositivo calefactor cerámico se pone incandescente en primer
lugar en virtud de la configuración, en la que la resistencia es
aquí máxima. La cerámica conductora de electricidad tiene, debido a
las substancias de relleno adecuadas, un coeficiente positivo de la
temperatura de la resistencia eléctrica, de manera que la
resistencia eléctrica se eleva a medida que aumenta la temperatura,
lo que provoca de nuevo que se regule por sí misma la temperatura
de la espiga incandescente. La velocidad de calefacción y la
temperatura de régimen de la espiga incandescente se pueden
ajustar esencialmente a través de la relación de la resistencia
entre la punta y la línea de alimentación, la geometría de la
punta, la resistencia eléctrica específica de la cerámica y el
coeficiente de temperatura de la cerámica.
El dispositivo calefactor cerámico 12, designado
también con espiga incandescente, presenta en su sección trasera,
abarcada por la carcasa cilíndrica 10 de la bujía, una zona de
diámetro mayor 15. El diámetro de esta sección trasera de la espiga
incandescente está seleccionado para que la espiga incandescente
sea desplazable durante el montaje de la bujía de espiga
incandescente en la carcasa 10. La espiga incandescente o bien el
dispositivo calefactor cerámico 12 se montan en la carcasa
cilíndrica 10 de la bujía de tal manera que entre la pared interior
de la carcasa metálica tubular 11 y la pared exterior del
dispositivo calefactor cerámico 12 se forma, en la zona del
diámetro pequeño, una cavidad 17, que está rellena con un material
18 comprimible, conductor de electricidad. Este material 18
conductor de electricidad puede ser, por ejemplo, grafito, un polvo
metálico, una mezcla de polvo de cerámica y de partículas
conductoras o un cilindro hueco arrollado de lámina de grafito.
Durante el montaje de la bujía de espiga
incandescente se inserta en primer lugar el material 18 conductor
de electricidad desde el orificio del lado de la cámara de
combustión de la carcasa 10 de la bujía en la carcasa 10 de la bujía
en forma de una pieza pre-prensada y a continuación
se inserta la bujía incandescente. En el dispositivo calefactor
cerámico 12 se conecta, en el lado alejado de la cámara de
combustión, en la carcasa cerámica 10, un casquillo cerámico 19 y,
además, un anillo metálico 16. Por medio de la actuación de la
fuerza sobre estas partes unidas juntas, se introduce a presión la
espiga incandescente en la carcasa 10 de la bujía de tal forma que
se compacta el material 18 conductor de electricidad. Durante el
proceso de compactación se reduce el volumen de la cavidad 17.
En la figura 2 se representa por separado el
dispositivo calefactor cerámico 12. En esta representación se puede
ver claramente que la espiga incandescente presenta sobre su
longitud de forma continua hasta la sección extrema que está
alejada de la cámara de combustión un primer diámetro y en el
extremo que está alejado de la cámara de combustión presenta una
sección 15 de diámetro mayor. La espiga incandescente está
revestida, al menos en la zona en la que está abarcada por la
carcasa 10 de la bujía, con una capa aislante 20, estando fabricada
esta capa aislante 20 por medio de vitrificación. La zona, en la
que está aplicada esta capa aislante 20, está identificada con una
llave en la figura 2. Para el contacto eléctrico están realizadas
escotaduras 21 y 22 en la capa aislante 20. Una primera escotadura
21 se encuentra sobre el lado frontal de la espiga incandescente
que está alejado de la cámara de combustión y en concreto de tal
forma que se lleva a cabo un contacto de la clavija de conexión con
un brazo de la cerámica conductora de electricidad en forma de U.
El segundo contacto eléctrico se realiza en la pared exterior
lateral del segundo brazo de la cerámica conductora de electricidad
en forma de U. El contacto de esta segunda escotadura 22 con la
carcasa 10 de la bujía se realiza a través de una masa de
obturación 18, como se puede deducir a partir de la figura 1. En la
figura 2 se identifican las escotaduras 21 y 22, respectivamente,
como superficie. En este caso se puede reconocer entonces bien en
la figura 2 que las superficies de contacto están elegidas para que
cuando se aplica una tensión, la corriente incandescente fluya
desde un extremo del dispositivo calefactor 12 en forma de U a
través de la punta del lado de la cámara de combustión hasta el otro
extremo del dispositivo calefactor en forma de U 12. Para un buen
contacto, las escotaduras 21 y 22 pueden estar provistas en cada
caso con un revestimiento metálico, por ejemplo de níquel.
Claims (7)
1. Bujía de espiga incandescente cerámica con una
carcasa metálica tubular (10), que retiene de una manera en voladizo
en su extremo (11) del lado de la cámara de combustión un
dispositivo calefactor cerámico (12) en forma de U, en forma de una
espiga incandescente, con una clavija de conexión dispuesta sobre el
lado alejado de la cámara de combustión, que está en contacto
eléctrico con el dispositivo calefactor cerámico (12),
caracterizada porque el dispositivo calefactor cerámico (12)
está revestido, al menos en la zona en la que está abarcado por la
carcasa metálica (10), con una capa aislante (20) y en esta capa
aislante (20) están previstas escotaduras (21, 22), estando
dispuesta una primera escotadura (21) en el lado frontal alejado de
la cámara de combustión de uno de los extremos del dispositivo
calefactor cerámico (12) en forma de U y estando dispuesta una
segunda escotadura (22) lateralmente en la pared exterior del otro
extremo del dispositivo calefactor cerámico (12) en forma de U y
estando dispuesta una masa de obturación (18) conductora de
electricidad en la zona de la segunda escotadura (22) entre la
pared exterior del dispositivo calefactor cerámico (12) y la pared
interior de la carcasa metálica (10).
2. Bujía de espiga incandescente cerámica según
la reivindicación 1, caracterizada porque el dispositivo
calefactor cerámico (12) presenta un diámetro mayor en la sección
abarcada por la carcasa metálica (10) en una zona parcial (15)
alejada de la cámara de combustión, estando seleccionado este
diámetro mayor de tal manera que el dispositivo calefactor cerámico
(12) se puede insertar durante el montaje en la carcasa metálica
(10) desde el extremo alejado de la cámara de combustión.
3. Bujía de espiga incandescente cerámica según
la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la capa de
aislamiento (20) está aplicada por medio de vitrificación.
4. Bujía de espiga incandescente cerámica según
una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las
escotaduras (21, 22) están metalizadas en la capa aislante
(20).
5. Bujía de espiga incandescente cerámica según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
la masa de obturación (18) conductora de electricidad es un polvo
conductor de electricidad.
6. Bujía de espiga incandescente cerámica según
la reivindicación 5, caracterizada porque la masa de
obturación (18) conductora de electricidad es grafito, un polvo
metálico o una mezcla de polvo de cerámica con partículas
conductoras.
7. Bujía de espiga incandescente cerámica según
una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque
la masa de obturación (18) conductora de electricidad (18) es un
cilindro hueco arrollado de lámina de grafito.
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