| Dokumentenidentifikation |
DE3638164A1 17.09.1987 |
| Titel |
Glühstiftkerze für Dieselmotoren |
| Anmelder |
Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart, DE |
| Erfinder |
Garaud, Paul, Rodez, FR; Heber, Heinz, Ing.(grad.), 7250 Leonberg, DE; Hüftle, Gerhard, Dipl.-Ing. (FH), 7152 Aspach, DE; Weitten, Albert, Dipl.-Ing.; Welker, Matthias, Ing.(grad.), Onet-Le-Chateau, FR; Wessel, Wolf, Ing.(grad.), 7141 Oberriexingen, DE |
| DE-Anmeldedatum |
08.11.1986 |
| DE-Aktenzeichen |
3638164 |
| Offenlegungstag |
17.09.1987 |
| Veröffentlichungstag im Patentblatt |
17.09.1987 |
| IPC-Hauptklasse |
F02P 19/00
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| IPC-Nebenklasse |
F23Q 7/00
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| Beschreibung[de] |
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Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Glühstiftkerze zur Anordnung als
Starthilfe im Verbrennungsraum oder Ansaugrohr von Dieselmotoren
gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
Die Wirkung dieser Glühstiftkerzen als Starthilfen für den
Dieselmotor besteht darin, entweder die Temperatur im Verbrennungsraum
oder die Temperatur der Ansaugluft zu erhöhen und damit die
Entzündung des eingespritzten Kraftstoffes zu erleichtern.
Bei einer bekannten Glühstiftkerze der eingangs genannten Art (Bosch
Technische Berichte 5 (1977) 5/6, Seite 279 bis 286) ist der
achsparallel vorstehende Drahtanfang der Glühwendel in einer Axialnut im
Endbereich des Anschlußbolzens eingelegt und darin verschweißt,
verstemmt oder in anderer Weise verklemmt. Eine solche Befestigung der
Glühwendel an dem elektrischen Anschlußbolzen ist
montageunfreundlich und wenig für die Automatisierung der Montage geeignet. Neben
der Gefahr der Verformung der Glühwendel entstehen Probleme bei der
Zentrierung von Anschlußbolzen und Glühwendel. Der
Befestigungsbereich der Glühwendel ist zudem häufig Ausgangspunkt für einen
Wendelbruch.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 hat den Vorteil, daß der Montagevorgang der
Glühstiftkerze in vorteilhafter Weise der Automatisierung zugänglich
ist. Die Glühwendel wird nämlich lediglich an ihrem der Glühwendel
zugekehrten Endbereich derart bemessen, daß sie den zündseitigen
Endabschnitt des Anschlußbolzens fest umfaßt, somit also vorfixiert
ist, und daß das Sichern dieser Verbindung infolge des an sich
bekannten Durchmesserreduzierens des Glührohres erfolgt; dieses
Durchmesserreduzieren erfolgt dann, nachdem das zunächst freie
zündseitige Ende der Glühwendel mit dem zündseitigen Ende des Glührohres
verschweißt wurde, dann die Glühwendel mittels des vorfixierten
Anschlußbolzens auf ihre vorgeschriebene Länge gezogen ist und der
verbleibende Innenraum des Glührohres wie üblich mit einem
Isolierpulver aufgefüllt worden ist. Eine Verformung der Glühwendel ist bei
dieser Vorgehensweise weitestgehend ausgeschlossen. Ein zusätzlicher
Arbeitsgang, wie z. B. das Verschweißen oder das Verstemmen der
Glühwendel am Anschlußbolzen, entfällt. Die Zentrierung von
Glühwendel und Anschlußbolzen ist zuverlässig sichergestellt. Die
Herstellung der Glühwendel wird vereinfacht, da die Abbiegung und
Ausrichtung des axial vorstehenden Wendelanfangs entfallen. Durch
Wegfallen der Biegestelle und einer durch die Befestigung, z. B.
Verstemmen, hervorgerufenen Schwächung des Wendeldrahtes ist die Gefahr
des Wendelbruchs verringert. Infolge des sogenannten Reduzierens des
Glührohres, d. h. bei der Durchmesserverringerung durch Hämmern,
wird ein sehr guter elektrischer Kontakt zwischen Anschlußbolzen und
Glühwendel erreicht.
Zeichnung
Die Erfindung ist anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt einer Glühstiftkerze für einen
Dieselmotor,
Fig. 2 einen Längsschnitt einer Flammglühstiftkerze
für einen Dieselmotor,
Fig. 3 ausschnittsweise eine vergrößerte
Darstellung eines Anschlußbolzens und einer Glühwendel der
Glühstiftkerze in Fig. 1 oder der Flammglühstiftkerze in Fig. 2,
Fig. 4
ausschnittsweise eine vergrößerte Darstellung der montierten
Baugruppe Anschlußbolzen, Glühwendel, Glührohr, Isolierstoff und
Dichtung der Glühstiftkerze in Fig. 1 oder der Flammglühstiftkerze in
Fig. 2 und
Fig. 5 einen Anschlußbolzen gemäß einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsform.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die in Fig. 1 im Längsschnitt als Ausführungsbeispiel zu sehende
Glühstiftkerze wird in dem Verbrennungsraum eines Dieselmotors
angeordnet und dient zur Temperaturerhöhung im Verbrennungsraum während
des Startvorganges. Diese Glühstiftkerze ist in einer nicht
dargestellten Glühkerzenanlage angeordnet und wird über eine
Vorglühstellung eines Glühstartschalters an eine elektrische Batterie
angeschlossen.
Die Glühstiftkerze weist im einzelnen ein Kerzengehäuse 10 mit einem
Einschraubgewinde 11 zum Einschrauben der Glühstiftkerze in den
Verbrennungsraum des Dieselmotors auf. In einer durchgehenden
Zentralbohrung 12 im Kerzengehäuse 10 ist ein Anschlußbolzen 13 gegenüber
dem Kerzengehäuse 10 isoliert gehalten. Hierzu umschließt in dem aus
dem Kerzengehäuse 10 hervorragenden Kopfbereich des Anschlußbolzens
13 eine Isoliermuffe 14 den Anschlußbolzen 13, die ihrerseits durch
eine auf dem Anschlußbolzen 13 verschraubbare Mutter 15 in eine
Ausnehmung in der Stirnseite des Kerzengehäuses 10 eingepreßt ist.
In seinem unteren Bereich wird der Anschlußbolzen 13 von einem
endseitig geschlossenen Glührohr 16 übergriffen, das seinerseits
teilweise vom Kerzengehäuse 10 umschlossen ist. Am offenen Ende des
Glührohres 16 ist zwischen dem Glührohr 16 und dem Anschlußbolzen 13
eine elektrisch isolierende Dichtung 20 aus wärmebeständigem
Material angeordnet, so daß das Innere des Glührohres 16 gegenüber
der Umgebung abgedichtet ist. Eine Glühwendel 17 sitzt mit einem
Ende auf dem Anschlußbolzen 13 und ist mit ihrem anderen Ende am
endseitigen Bereich des Glührohrs 16 verschweißt. Der verbleibende
Hohlraum des Glührohrs 16 ist mit einem Isolierpulver 18 ausgefüllt,
das bekannterweise bevorzugt aus Magnesiumoxid besteht.
Wie in den vergrößerten Darstellungen der Fig. 3 und 4 zu sehen
ist, trägt der Anschlußbolzen 13 gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung in seinem glühwendelseitigen Endbereich 19 ein
Außengewinde 19a, das so ausgelegt ist, daß die Anfangswindungen der
Glühwendel 17 auf dieses Außengewinde 19a aufgeschraubt werden
können und dabei praktisch kaum Spiel haben. Zur Montage der aus
Anschlußbolzen 13, Glührohr 16, Glühwendel 17, Isolierstoff 18 und
Dichtung 20 bestehenden Baugruppe werden zunächst die entsprechend
bemessenen Anfangswindungen des einen Endabschnitts der Glühwendel
17 auf das Außengewinde 19a des Anschlußbolzens 13 aufgeschraubt;
diese Anfangswindungen der Glühwendel 17 liegen dabei spielfrei in
dem Außengewinde 19a. Zur Erleichterung des Aufbringens der
Anfangswindungen auf den Endbereich 19 des Anschlußbolzens 13 ist das freie
Ende des Endbereiches 19 in Richtung der Glühwendel 17 mit einer
Verjüngung 19b versehen. Daraufhin wird die Glühwendel 17 mit ihrem
freien Ende in das Glührohr 16 hineingeführt und mit ihrem freien
Endabschnitt in dem endseitig geschlossenen Endbereich des
Glührohres 16 verschweißt. Danach wird durch Ziehen am Anschlußbolzen 13
die Glühwendel 17 auf vorgeschriebene Länge gezogen und dann der
pulverförmige Isolierstoff 18 in das Glührohr 16 eingefüllt;
anschließend wird noch die schlauchartige, elektrisch isolierende
Dichtung 20 auf den Anschlußbolzen 13 geschoben und zwischen dem
offenen Endbereich des Glührohres 16 und dem Anschlußbolzen 13angeordnet. Infolge der darauf folgenden an sich bekannten
Durchmesserreduzierung des Glührohres 13 (z. B. durch Hämmern) wird einerseits
ein guter elektrischer Kontakt sowie eine zuverlässige Verbindung
zwischen den Anfangswindungen der Glühwendel 17 und dem
Anschlußbolzen 13 erzielt und andererseits eine Verdichtung und somit eine
bessere Wärmeleitfähigkeit des Isolierpulvers 18 bewirkt. Die so
vormontierte Baugruppe wird in die Zentralbohrung 12 des
Kerzengehäuses 10 eingepreßt und mit der Isoliermuffe 14 und der Mutter 15
versehen.
Die Glühwendel 17 kann aus handelsüblichem Widerstandsmaterial auf
Nickel-Chrom- oder Chrom-Eisen-Aluminium-Basis bestehen. Häufig wird
aber für die Glühwendel ein Werkstoff mit stark positivem
Widerstandstemperaturkoeffizienten verwendet, so daß die Stromaufnahme
der Glühstiftkerze im kalten Zustand groß ist und mit zunehmender
Erwärmung abnimmt; infolge dieser Widerstandscharakteristik heizt
sich die Glühstiftkerze relativ schnell auf, verhindert jedoch ein
Durchbrennen der Glühwendel. Um die sogenannte Vorglühzeit
derartiger Glühstiftkerzen noch weiter zu verringern, findet neuerdings
die Anordnung einer Glühwendel Anwendung, die sich aus einer
Heizwendel und einer damit in Reihe geschalteten Regelwendel mit
positivem Widerstandstemperaturkoeffizienten zusammensetzt.
Die in Fig. 2 im Längsschnitt als zweites Ausführungsbeispiel zu
sehende Flammglühstiftkerze weist die identisch ausgebildete
Baugruppe aus Anschlußbolzen 13&min;, Glührohr 16&min;, Glühwendel 17&min;,
Isolierstoff 18&min; und Dichtung 20&min; auf. Diese Baugruppe ist wiederum mit
einer Isoliermuffe 14&min; und einer Mutter 15&min; versehen. Im Gegensatz
zu der Glühstiftkerze gemäß Fig. 1 umgibt jedoch das Kerzengehäuse
10&min; dieser Flammglühstiftkerze das Glührohr 16&min; mit Abstand. An
seinem freien Ende ist in das Kerzengehäuse 10&min; eine Flammhülse 21&min;
eingeschoben, in welche das Glührohr 16&min; weiter hineinragt. In
seinem mittleren Bereich ist das Glührohr 16&min; koaxial mit geringem
Abstand von einem Verdampferrohr 22&min; umgeben, dem über einen
Kraftstoffzufluß 23&min; Kraftstoff zugeführt wird. Die Wirkungsweise dieser
im Ansaugrohr des Dieselmotors anzuordnenden Flammglühstiftkerze ist
bekannt
Auch bei dieser Flammglühstiftkerze ist die Glühwendel 17&min; gemäß
Fig. 3 und 4 mit ihren Anfangswindungen auf den freien Endbereich
19&min; des mit einem Außengewinde 19a&min; versehenen Anschlußbolzens 13&min;
aufgeschraubt und das Glührohr 16&min; ist nach dem Zusammenbau der
Baugruppe durch ein Verfahren wie z. B. Rundhämmern in bekannter Weise
im Durchmesser reduziert und hat demzufolge ein verdichtetes
Isolierpulver 18&min; und eine auf dem Anschlußbolzen 13&min; gesicherte
Glühwendel 17&min; erhalten.
Bei einer noch weiter vereinfachten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Glühstiftkerze bzw. Flammglühstiftkerze, deren
Anschlußbolzen 13&min;&min; in Fig. 5 dargestellt ist, ist der von dem (nicht
dargestellten) anschlußseitigen Endabschnitt der Glühwendel fest
umfaßte Endbereich 19a&min;&min; des Anschlußbolzens 13&min;&min; als Zylinder 19c
ausgebildet. Die anschlußseitigen Windungen der Glühwendel sind
wiederum derart bemessen, daß sie den Zylinder 19c fest, d. h. mit
mechanischer Vorspannung umfassen; es ist dabei von Vorteil, wenn
die Oberfläche des Zylinders 19c rauh, z. B. mit grobem Vorschub
überdreht ist. Die weiteren Arbeitsgänge, einschließlich des
Durchmesserreduzierens des Glührohres entsprechen den vorstehend
beschriebenen Beispielen.
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| Anspruch[de] |
- 1. Glühstiftkerze zur Anordnung als Starthilfe im Verbrennungsraum
oder im Ansaugrohr von Dieselmotoren, mit einem elektrisch
leitfähigen Anschlußbolzen, einer an dem brennraumseitigen Endabschnitt
des Anschlußbolzens befestigten Glühwendel aus Widerstandsmaterial
und mit einem endseits geschlossenen, von einem Metallgehäuse
anschlußseits umfaßten Glührohr, das die Glühwendel koaxial mit
Abstand umschließt, endseits mit dem zweiten Endabschnitt der
Glühwendel verbunden ist, den Anschlußbolzen teilweise mit übergreift,
gegenüber dem Anschlußbolzen elektrisch isoliert ist und mit einem
pulverförmigen, die Glühwendel einbettendem Isolierstoff aufgefüllt
ist, und wobei das Glührohr einschließlich eingebauter Glühwendel,
eingefülltem Isolierstoff und dem in das Glührohr ragenden Abschnitt
des Anschlußbolzens mittels eines bekannten Verfahrens im
Durchmesser reduziert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
anschlußseitige Endabschnitt der Glühwendel (17, 17&min;) auf dem der Glühwendel
(17, 17&min;) zugekehrten Endbereich (19, 19&min;, 19&min;&min;) des Anschlußbolzens
(13, 13&min;, 13&min;) nur infolge festen Umfassens vorfixiert und dann
infolge der Durchmesserreduzierung des Glührohres (16, 16&min;) gesichert
ist.
- 2. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
der Glühwendel (17, 17&min;) zugekehrte Endbereich (19, 19&min;) des
Anschlußbolzens (13, 13&min;) ein Außengewinde (19a, 19a&min;) hat, auf dem
die Glühwendel (17, 17&min;) mit ihren Anfangswindungen zur Vorfixierung
aufgeschraubt ist.
- 3. Glühstiftkerze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
von der Glühwendel (17, 17&min;) umfaßte Endbereich (19&min;&min;) des
Anschlußbolzens (13&min;&min;) im wesentlichen ein Zylinder (19c) ist.
- 4. Glühstiftkerze nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberfläche des von der Glüwendel (17, 17&min;) umfaßten Endbereichs
(19&min;) des Anschlußbolzens (13&min;) rauh ist.
- 5. Glühstiftkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der von der Glühwendel (17, 17&min;) umfaßte Endbereich
(19, 19&min;, 19&min;&min;) ein sich verjüngendes freies Ende (19b) aufweist.
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