DE2633622A1

DE2633622A1 - GLOW PLUG FOR COMBUSTION MACHINERY

Info

Publication number: DE2633622A1
Application number: DE19762633622
Authority: DE
Inventors: Kuno Dr Kirner; Hannes Dr Pflug; Leo Steinke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1976-07-27
Publication date: 1978-02-02
Also published as: FR2359993A1

Description

Anlage zurAttachment to

Patent- undPatent and

GebrauchsmusterhiIfsanmeldungUtility model auxiliary application

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Glühstiftkerze für BrennkraftmaschinenSheathed-element glow plugs for internal combustion engines

summary

Es wird eine Glühstiftkerze für Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, die nur eine kurze Vorheizzeit erfordert. Der wendelförmige Glühdrahtwiderstand dieser Glühstiftkerze besitzt einen dünnen, elektrisch isolierenden Überzug, ist sehr nahe an der Metallhülse des Glühstiftes angeordnet und entweder in keramisches Pulver gebettet oder auf einem keramischen Träger festgelegt.A glow plug for internal combustion engines is proposed, which only requires a short preheating time. The helical one The glow wire resistance of this glow plug has a thin, electrically insulating coating, is very close arranged on the metal sleeve of the glow plug and either embedded in ceramic powder or on a ceramic Carrier set.

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Glühstiftkerze nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Glühstiftkerze be-The invention is based on a glow plug according to the preamble of the main claim. It's already a glow plug

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2S336222S33622

kannt (Deutsche Gebrauchsmusterschrift 1 929 292) bzw. eine Plammglühstiftkerze (DT-PS 1 301 63D₃ bei denen der Glühdrahtwiderstand in einem keramischen Pulver guter Wärmeleitfähigkeit eingebettet ist und einen Abstand von der Metallhülse hat. Die Aufheizung der Metallhülse erfordert dabei eine relativ lange Zeit, weil der Glühdrahtwiderstand zunächst das ihn umgebende keramische Pulver und erst dann die Metallhülse erwärmt.Known (German utility model 1 929 292) or a Plammglühstiftkerze (DT-PS 1 301 63D ₃ in which the glow wire resistor is embedded in a ceramic powder with good thermal conductivity and is at a distance from the metal sleeve. The heating of the metal sleeve requires a relatively long time , because the filament resistor first heats the ceramic powder surrounding it and only then heats the metal sleeve.

Advantage of the invention

Die erfindungsgemäße Glühstiftkerze mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß der dünn mit einem elektrischen Isolator beschichtete Glühdrahtwiderstand sehr nahe oder direkt an der Metallhülse des Glühstiftes angeordnet ist und eine schnelle Aufheizung der Glühstiftkerze bzw. einer mit einem derartigen Glühstift versehenen Flammglühkerze ermöglicht.The glow plug according to the invention with the characteristic Features of the main claim has the advantage that the filament resistor thinly coated with an electrical insulator is arranged very close to or directly on the metal sleeve of the glow plug and rapid heating of the Allows glow plug or a flame glow plug provided with such a glow plug.

Zeichnungdrawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and explained in more detail in the description below. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Glühstiftkerze in vergrößertem Maßstab,1 shows a longitudinal section through a sheathed-element glow plug on an enlarged scale Scale,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Glühstift der Glühstiftkerze nach Fig. 1 und2 shows a longitudinal section through the glow plug of the glow plug according to FIGS. 1 and

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Glühstift nach der Erfindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform.3 shows a longitudinal section through a glow plug according to the invention according to a preferred embodiment.

Description of the invention

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Glühstiftkerze 10 besteht aus einem metallischen Gehäuse 11, einem in der Längs-The glow plug 10 shown in Figures 1 and 2 consists of a metallic housing 11, a longitudinal

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3 := 23: = 2

bohrung 12 dieses Gehäuses 11 gasdicht befestigtem Glühstift 13 von etwa 6 mm Durchmesser und den anschlußseits angeordneten, nur strichpunktiert dargestellten Teilen Isolierring 14, Rundmutter 15, Wellscheibe 16 und Anschlußmutter 17, die sich auf einem Gewinde 18 eines Anschlußbolzens 19 befinden; dieser Anschlußbolzen 19 ist elektrisch isoliert durch das Gehäuse 11 geführt und ragt anschlußseits aus der Gehäuse-Längsbohrung 12 heraus. Das Gehäuse 11 hat auf seiner Außenseite ein Schlüsselsechskant 20 und ein Einschraubgewinde 21, mit denen die Glühstiftkerze 10 in einen Motor eingeschraubt wird.Bore 12 of this housing 11 gas-tight attached glow plug 13 of about 6 mm in diameter and the connection-side arranged, only dash-dotted parts of the insulating ring 14, round nut 15, corrugated washer 16 and connecting nut 17, the are located on a thread 18 of a connecting bolt 19; this connecting bolt 19 is electrically insulated by the housing 11 and protrudes from the longitudinal housing bore 12 on the connection side. The housing 11 has on its outside a hexagon wrench 20 and a screw-in thread 21 with which the glow plug 10 is screwed into an engine.

Der Glühstift 13 besteht aus einer zunderfesten Metallhülse 22, die eine Wanddicke von etwa 0,7 mm hat und deren brennraumseitiger Endabschnitt zu einem Boden 23 zugeschweißt ist; an diesem Boden 23 der Metallhülse 22 ist das eine Ende eines Glühdrahtwiderstandes 24 mit angeschweißt. Dieser Glühdrahtwiderstand 24 verläuft wendelförmig innerhalb der Metallhülse 22 und besteht vorzugsweise aus einem Material mit einem hohen Widerstandstemperaturkoeffizienten (z.B. Reinnickel). Der anschlußseitige Endabsqhnitt des Glühdrahtwiderstandes 24 ist mit dem einen Ende des in die Metallhülse 22 hineinragenden Anschlußbolzens 19 durch Schweißen verbunden (nicht dargestellt). The glow plug 13 consists of a scale-resistant metal sleeve 22, which has a wall thickness of about 0.7 mm and is on the combustion chamber side End portion is welded to a bottom 23; at this bottom 23 of the metal sleeve 22 is one end of a Glow wire resistor 24 with welded on. This filament resistor 24 runs helically within the metal sleeve 22 and is preferably made of a material with a high Resistance temperature coefficient (e.g. pure nickel). The terminal segment of the filament resistor 24 is with one end of the protruding into the metal sleeve 22 Terminal bolt 19 connected by welding (not shown).

Der Widerstandsdraht 24 ist mit einem Magnesiumoxid-Überzug 25 beschichtet, der eine Dicke von 0,15 nun hat und der gegenüber der Metallhülse 22 und den einz.elnen Windungen des Widerstandsdrahtes 24 als elektrischer Isolator dient; der Magnesiumoxid-Überzug 25 wird vorzugsweise durch Plasmaspitzen auf den Glühdrahtwiderstand 24 aufgetragen. Dieser beschichtete Glühdrahtwiderstand 24 liegt im wesentlichen ringsum in der Metallhülse 22 an. Der verbleibende Innenraum der Metallhülse 22 ist in bekannter Weise mit einem Keramikpulver 26,ausgefüllt, das für die auftretenden Temperaturen geeignet ist und Wärme gut leitet (z.B. Magnesiumoxid oder Berylliumoxid); zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit des Keramikpulvers 26 und zur Verbesserung der Schüttelfestigkeit des Glühstiftes 13 istThe resistance wire 24 is coated with a magnesium oxide coating 25, which now has a thickness of 0.15 and the opposite the metal sleeve 22 and the individual turns of the resistance wire 24 serves as an electrical insulator; the magnesia coating 25 is preferably applied by plasma tipping applied to the filament resistor 24. This coated filament resistor 24 is essentially all around Metal sleeve 22 on. The remaining interior of the metal sleeve 22 is filled in a known manner with a ceramic powder 26, that is suitable for the temperatures occurring and that conducts heat well (e.g. magnesium oxide or beryllium oxide); to the To improve the thermal conductivity of the ceramic powder 26 and to improve the resistance to shaking of the glow plug 13

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3 :^: ? j ^3:? j

es zweckmäßig, wenn der Glühstift 13 in dem beschriebenen Zustand in bekannter Weise durch Rundhämmern im Durchmesser reduziert wird, was eine Verdichtung des Keramikpulvers 26 in der Metallhülse 22 zur Folge hat. Es ist außerdem zweckmäßig, wenn das anschlußseitige Ende der Metallhülse 22 mittels einer Dichtung 27 verschlossen ist; diese Dichtung 27 verhindert ein Austreten von Keramikpulver 26 und schützt außerdem den Glühdrahtwiderstand 24 vor unnötig starker Korrosion.it is useful if the glow plug 13 in the described state in a known manner by round hammering in diameter is reduced, which leads to a compaction of the ceramic powder 26 in the metal sleeve 22 results. It is also useful if the connection-side end of the metal sleeve 22 by means of a seal 27 is closed; this seal 27 prevents leakage of ceramic powder 26 and also protects the glow wire resistor 24 from unnecessarily strong corrosion.

Anstelle von Magnesiumoxid als Material für den Überzug 25 sind auch A1„O, oder BeO oder MgO . Al₂O.,, sowie auch elektrisch isolierende, gut wärmeleitfähige Hartstoffe (AlN, BN, SiC, B|.C) geeignet; durch das bekannte Plasmaspritzen auf den Glühdrahtwiderstand die Dicke derartiger Überzüge 25 liegt vorzugsweise im Bereich um 0,1 mm. Derartige Überzüge 25 erlauben es risikolos, daß sich die einzelnen nebeneinander liegenden Windungen des Glühdrahtwiderstandes 24 berühren und - wie in Figur 2 gezeigt - am brennraumseitigen Ende des Glühstiftes 13 enger zueinander angeordnet sind als im anschlußseitigen Bereich des Glühstiftes 13.Instead of magnesium oxide as the material for the coating 25, A1, O, or BeO or MgO are also used. Al ₂ O. ,, as well as electrically insulating, highly thermally conductive hard materials (AlN, BN, SiC, B | .C) are suitable; Due to the known plasma spraying on the filament resistor, the thickness of such coatings 25 is preferably in the range of 0.1 mm. Such coatings 25 allow the individual adjacent turns of the glow wire resistor 24 to touch one another without risk and, as shown in FIG.

In der Figur 3 ist eine andere erfindungegemäße Ausführungsform eines Glühstiftes 13' dargestellt. Bei diesem Glühstift 13' ist der mit einem Keramiküberzug 25' versehene Glühdrahtwiderstand 24' auf einem Keramikträger 28 aufgewickelt; der Keramikträger 28 ist bei dieser Ausführungsform des Glühstiftes 13' als Röhrchen ausgebildet und besitzt demzufolge nur ein verhältnismäßig geringes aufzuheizendes Volumen. Auf der Außenseite hat der Keramikträger 28 eine wendeiförmige Einformung 29, in die der beschichtete Glühdrahtwiderstand 24' eingelegt ist. Es sei erwähnt, daß derartige Einformungen 29 nicht über die gesamte Länge des Keramikträgers 28 angeordnet sein müssen, sondern - wie in Figur 3 gezeigt - beispielsweise am brennraumseitigen Abschnitt des Keramikträgers 28 auch fehlen können. Anstelle eines Röhrchens als Keramikträger 28 kann auch ein Keramikstift oder können mehrere Keramikstifte Verwendung finden. Das Beschichten des Glühdraht-Another embodiment of a glow plug 13 'according to the invention is shown in FIG. In this glow plug 13 ', the glow wire resistor 24' provided with a ceramic coating 25 'is wound onto a ceramic carrier 28; In this embodiment of the glow plug 13 ', the ceramic carrier 28 is designed as a small tube and consequently has only a relatively small volume to be heated. On the outside, the ceramic carrier 28 has a helical recess 29 into which the coated filament resistor 24 'is inserted. It should be mentioned that such indentations 29 do not have to be arranged over the entire length of the ceramic carrier 28, but - as shown in FIG. 3 - can also be absent, for example, on the section of the ceramic carrier 28 on the combustion chamber side. Instead of a tube as the ceramic carrier 28, a ceramic pin or several ceramic pins can also be used. The coating of the filament

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Widerstandes 2 V mit einem Keramiküberzug 25' kann bei dieser Ausführungsform des Glühstiftes 13' erst dann durchgeführt werden, wenn der Glühdrahtwiderstand 24' bereits auf dem Keramikträger 28 aufgewickelt ist; Voraussetzung dafür ist jedoch, daß sich die einzelnen Windungen des Glühdrahtwiderstandes 24' dabei nicht berühren. Das Aufbringen des Keramiküberzuges 25' erfolgt auch hier vorzugsweise durch das bekannte Plasmaspritzen. Die Metallhülse 22' ist an ihrem anschlußseitigen Endabschnitt durch eine Dichtung 27' verschlossen. Resistance 2 V with a ceramic coating 25 'can with this Embodiment of the glow plug 13 'only then carried out when the filament resistor 24 'is already on the Ceramic carrier 28 is wound; requirement of it is however, that the individual turns of the filament resistor Do not touch 24 '. The application of the Ceramic coating 25 'is also preferably carried out here by the known plasma spraying. The metal sleeve 22 'is on her the connection-side end section is closed by a seal 27 '.

Die Erfindung wurde am Beispiel einer in den Brennraum einer Brennkraftmaschine eingeschraubten Glühstiftkerze 10 beschrieben, sie bezieht sich aber auch auf die Untergruppe der bekannten Flammglühstiftkerzen, die zusätzlich noch eine Kraftstoffzuführung aufweisen.The invention was illustrated using the example of a glow plug 10 screwed into the combustion chamber of an internal combustion engine described, but it also refers to the subgroup of the known flame glow pencil plugs, which also have have a fuel supply.

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Claims

3? 2

Expectations

1. Glow plug for internal combustion engines with one in one scale-proof, thin-walled metal sleeve located with a helical glow wire resistor, whose glow plug housing facing end portion to a connecting bolt passed through this housing in an electrically insulated manner is connected, while the end section of the filament resistor facing away from the housing with the closed The end of the metal sleeve on the combustion chamber side is electrically connected, characterized in that the resistance wire (24, 24 ') carries a thin, electrically insulating, heat-resistant coating (25, 25').

2. glow plug according to claim 1, characterized in that the coating (25, 25 ') made of MgO, MgO. Al ₃ O, Al ₃ O or BeO or also of electrically insulating, highly thermally conductive hard materials (AlN, BN, SiC, B ^ C) and preferably has a thickness in the range of 0.1 mm.

3. glow plug according to claim 1 or 2, characterized in that that the coated helical filament resistor (24, 24 ') essentially all around the metal sleeve (22, 22 ') touched.

4. glow plug according to claim 1, 2 or 3> characterized in that the coated filament resistor (24) is embedded in the metal sleeve (22) in ceramic powder (26)

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5. glow plug according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the coated helical filament resistor (2V) around an electrically insulating support (28), is preferably arranged around a thin-walled, ceramic tube.

6. glow plug according to claim 5, characterized in that the outside of the carrier (28) at least partially

J has a helical recess (29) for fixing the glow wire resistor (2V).

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