DE3003799C2 - Glow plug for internal combustion engines - Google Patents
Glow plug for internal combustion enginesInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
- F23Q7/00—Incandescent ignition; Igniters using electrically-produced heat, e.g. lighters for cigarettes; Electrically-heated glowing plugs
- F23Q7/001—Glowing plugs for internal-combustion engines
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Description
Die Erfindung betrifft eine Glühkerze für Brennkraftmaschinen, deren Glührohr an dessen brennraumseitigen Ende geschlossen ist und als Rückleiter dient, wobei an diesem Ende der Abstand der Endwindungen voneinander abnimmtThe invention relates to a glow plug for internal combustion engines, whose glow tube is closed at its end on the combustion chamber side and serves as a return conductor, with at this end the distance between the end turns decreases
Eine Glühkerze gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs ist aus der deutschen Patentschrift 10 81 720 bekannt. Durch diese vorbekannte Ausbildung einer Glühkerze wird im Glührohrende die Heizdichte erhöht, so daß eine hohe Rohrmanteltemperatur insbesondere an der Spitze des brennraumseitigen Mantelrohrendes erreicht wird. Nachteiligerweise brennen jedoch wegen der erhöhten thermischen Belastung die Endwindungen des Heizelements häufig vorzeitig durch.A glow plug according to the preamble of the main claim is from German patent 10 81 720 known. This previously known design of a glow plug increases the heating density in the glow tube end, so that a high pipe jacket temperature especially at the tip of the jacket pipe end on the combustion chamber side is achieved. Disadvantageously, however, the burn because of the increased thermal load End turns of the heating element often prematurely.
In dem deutschen Gebrauchsmuster 18 36 814 wird eine Glühkerze mit einem Glührohr beschrieben, in dessen brennraumseitigen Ende die Heizwendel über ein elektrisch leitendes und gegenüber dem Glühstrom beständiges Zwischenstück mit dem Glührohr verbunden ist Lediglich zeichnerisch wird in dieser Druckschrift ein Stift dargestellt, der sich im Inneren der Hülse am brennraumseitigen Ende befindet und sich in den Hülseninnenraum hinein erstreckt.In the German utility model 18 36 814 a glow plug with a glow tube is described in which The end of the heating coil on the combustion chamber side is electrically conductive and resistant to glow current The intermediate piece is connected to the glow tube a pin is shown, which is located inside the sleeve at the combustion chamber-side end and is in the sleeve interior extends into it.
In dem deutschen Gebrauchsmuster 18 25 999 wird ebenfalls eine Glühkerze mit einem Glührohr und einem gegenüber dem Glühstrom beständigen Zwischenstück offenbart, das mit dem Glührohr verbunden und im brennraumseitigen Ende des Glührohres angeordnet ist.In the German utility model 18 25 999 is also a glow plug with a glow tube and a to the glow current resistant intermediate piece disclosed, which is connected to the glow tube and in the Is arranged on the combustion chamber end of the glow tube.
Bei den in den US-Patenten 41 12 577 und 31 58 787 offenbarten Glühkerzen sind geometrische Veränderungen einer Heizspirale zur schnelleren Aufheizung des vorderen Glührohrbereichs offenbart.The glow plugs disclosed in US Pat. Nos. 4,112,577 and 3,158,787 are geometrical changes a heating coil for faster heating of the front glow tube area disclosed.
In der deutschen Offenlegungsschrift 28 02 625 wird eine Glühkerze offenbart, bei der die Heizwendel mit einer den Glühstrom regelnden WiderstandswendelIn the German Offenlegungsschrift 28 02 625 a glow plug is disclosed in which the heating coil with a resistance coil regulating the glow current
verbunden ist, wobei das Ende der Heizwendel mit der Glührohrspitze verbunden ist Hierbei handelt es sich um die Grundausführung der vielseitig variierten selbstregelnden Glühkerzen.is connected, the end of the heating coil with the Glow tube tip is connected This is the basic version of the versatile self-regulating Glow plugs.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Glühkerze zur Verfügung zu stellen, die bei gleichzeitiger Oberwindung der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile auch nach längerer Zeit nicht durch Überhitzung des Heizelements im Bereich des brennraumseitigen Endes des Glührohrs ausfällt; die Kerze soll einfach in ihrem Aufbau sein und sich billig in der Massenproduktion herstellen lassen. Hierzu soll die Heizwendel mit einer Montagehilfe versehen sein.The object of the invention is to provide a glow plug to provide, while at the same time overcoming the disadvantages known from the prior art not even after a long period of time due to overheating of the heating element in the area of the end on the combustion chamber side the glow tube fails; the candle should be simple in construction and cheap to mass produce can be produced. For this purpose, the heating coil should be provided with an assembly aid.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Glühkerze gemäß Anspruch 1 gelöst Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Glühkerze wird in Anspruch 2 beschrieben.The object according to the invention is achieved by the glow plug solved according to claim 1 An advantageous embodiment of the glow plug according to the invention is in Claim 2 described.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Glühkerze liegen zum einen in der erhöhten Betriebssicherheit bzw. höheren Lebensdauer wegen wesentlich verminderter Gefahr des Durchbrennens der vorderen Windungen des Heizelements, und zum anderen in der erheblich vereinfachten Herstellung-/Montagemöglichkeit der erfindungsgemäßen Glühkerze.The advantages of the glow plug according to the invention are, on the one hand, the increased operational reliability and longer service life due to significantly reduced risk of the front windings burning through of the heating element, and on the other hand in the considerably simplified production / assembly option of glow plug according to the invention.
Die erfindungsgemäßen Glühkerze« können als normale Glühstiftkerzen, als selbstregelnde Glühkerzen oder als Flammglühkerzen ausgeführt sein. Beispiele hierfür zeigen die DE-PS 10 81 720, DE-OS 28 02 625 und die DE-PS 13 01 631. Der hier interessierende Teil des Aufbaus dieser Glühkerzen besteht aus einem Glührohr, in dem, in Isoliermaterial gepackt, ein Heizelement in Form einer Drahtwendel sitztThe glow plug according to the invention can be used as normal glow plugs, as self-regulating glow plugs or be designed as flame glow plugs. Examples of this are shown in DE-PS 10 81 720, DE-OS 28 02 625 and DE-PS 13 01 631. The part of the structure of these glow plugs that is of interest here consists of a glow tube, in which, packed in insulating material, sits a heating element in the form of a wire helix
Das Isoliermaterial hat die Aufgabe, einmal das Heizelement gegenüber dem Glührohr elektrisch zu isolieren, zum anderen die im Heizeiement erzeugte Wärme schnell zum Glührohr abzuleiten. Das erfordert eine hohe Wärmeleitfähigkeit des isoliermateriais. Sie wird erreicht, indem man das Isoliermaterial durch Reduzierung des Glührohrdurchmessers verdichtet Die Reduzierung geschieht gewöhnlich durch Ziehen.The insulating material has the task of electrically isolating the heating element from the glow tube, on the other hand, the heat generated in the heating element can be quickly conducted to the glow tube. That requires a high thermal conductivity of the insulating material. she will achieved by compressing the insulating material by reducing the glow tube diameter. The reduction usually done by pulling.
Bedingt durch die ursprüngliche Form des Glührohrs wird das Isoliermaterial beim Reduzieren nicht gleichmäßig verdichtet. Insbesondere im vorderen, brennraumseitigen Bereich ist die Verdichtung geringer, denn hier läuft das Glührohr vor dem Reduzieren konisch zu. Beim Reduzieren wird an dieser Stelle der Durchmesser kaum verringert, so daß das Isoliermaterial nur wenig verdichtet wird und sich so eine geringere Wärmeleitfähigkeit einstellt. Die Folge ist, daß beim Betrieb der Glühkerzen die vorderen Windungen des Heizelements thermisch stärker belastet werden und dadurch vorzeitig durchbrennen.Due to the original shape of the glow tube, the insulating material does not become uniform when it is reduced condensed. Compression is lower, especially in the front area on the combustion chamber side, because here the glow tube tapers conically before reducing. When reducing, the diameter will be used at this point hardly reduced, so that the insulating material is only slightly compressed and so a lower thermal conductivity adjusts. The result is that when the glow plugs are in operation, the front turns of the heating element are more thermally stressed and thus burn through prematurely.
Dies gilt insbesondere für die selbstregelnden Glühkerzen, da sie, um die Aufheizzeit zu verkürzen, anfänglieh mit einem überhöhten Glühstrom gespeist werden.This applies in particular to the self-regulating glow plugs, as they are initially used to shorten the heating-up time be fed with an excessive glow current.
Glühkerzen nach der Erfindung lassen sich besonders einfach herstellen, wenn das Zwischenstück aus dem Draht des Heizelements als weitere Wendel geformt ist. bei der die Windungen elektrisch kontaktierend, einen Block bildend, übereinandergelegt sind. Durch den Kurzschluß zwischen den einzelnen Windungen vergrößert sich der effektive Querschnitt für den Durchfluß des Glühstroms und er heizt sie dadurch geringer auf. Dabei kann die Anzahl der übereinandergelegten Windungen je nach Glührohrabmessung variieren.Glow plugs according to the invention can be produced particularly easily if the intermediate piece from the Wire of the heating element is shaped as a further helix. in which the windings make electrical contact, one Forming a block, are superimposed. Enlarged by the short circuit between the individual turns the effective cross-section for the flow of the glow current and it heats them up less. The number of superimposed turns can vary depending on the glow tube dimensions.
Als Montagehilfe dient ein sich an das Zwischenstück anschließendes Zentrierstück, das ebenfalls aus dem Draht des Heizelements als weitere Wendel ausgebildetA centering piece connected to the intermediate piece, which is also from the Wire of the heating element designed as a further helix
ist. Das Zentrierstück paßt in eine entsprechende öffnung im Boden des Glührohrs. Wird der Wendeldurchmesser des Zwischenstücks größer gewählt als der des Zentrierstücks, so dient die letzte Windung des Zwischenstücks zusätzlich als Anschlag.is. The centering piece fits into a corresponding opening in the bottom of the glow tube. If the helix diameter of the adapter is selected to be larger than that of the Centering piece, the last turn of the intermediate piece also serves as a stop.
Im Rahmen dieser Erfindung kann das Zwischenstück auch als separates Teil ausgeführt sein, das zwischen Heizelement und brennraumseitigen Ende des Glührohrs eingesetzt ist. Denkbar wäre eine Wendel mit größerem Drahtquerschnitt oder anderen Materialeigenschäften oder aber auch nur ein gestreckter Draht in der entsprechenden Ausführung. Allerdings wird dann das Herstellungsverfahren nicht so kostengünstig sein.In the context of this invention, the intermediate piece can also be designed as a separate part that is between Heating element and combustion chamber-side end of the glow tube is used. A helix with a larger one would be conceivable Wire cross-section or other material properties or just a stretched wire in the corresponding execution. However, the manufacturing process will then not be so inexpensive.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungs- is beispiels mit der Zeichnung. Die Zeichnung zeigt inFurther advantageous refinements of the invention emerge from the description of an embodiment example with the drawing. The drawing shows in
F i g. 1 eine Glühkerze nach der Erfindung,F i g. 1 a glow plug according to the invention,
Fig.2 einen vergrößerten Ausschnitt des brennraumseitigen Endes der Glühkerze nach F i g. 1.2 shows an enlarged section of the combustion chamber side End of the glow plug according to FIG. 1.
Eine Glühkerze 1 besteht im wesentlichen aus einem Kerzenkörper 2 mit einer konzentrischen Bohrung 2a. In der Bohrung 2a sitzt befestigt ein Glührohr 3, dessen brennraumseitiges Ende verschlossen ist Die Glühkerze 1 ist als eine selbstregelnde Glühkerze ausgeführt; ihr Aufbau, soweit er für die vorliegende Erfindung unerheblich ist, zeigt die DE-OS 28 02 625. Auf eine ausführliche Beschreibung wird daher verzichtetA glow plug 1 consists essentially of a plug body 2 with a concentric bore 2a. A glow tube 3, the end of which on the combustion chamber side is closed, is seated in the bore 2a. The glow plug 1 is designed as a self-regulating glow plug; their structure, insofar as it is irrelevant for the present invention is, shows DE-OS 28 02 625. On a detailed Description is therefore omitted
Im Glührohr 3 ist eine den Glühstrom regelnde Widerstandswendel 4 angeordnet, an die sich in Richtung des brennraumseitigen Endes des Glührohrs 3 eine Heizwendel 5 anschließt. Die Heizwendel 5 ist über ein Zwischenstück 6 mit dem Boden 3a des Glührohrs 3 elektrisch leitend verbunden.In the glow tube 3 there is arranged a resistance coil 4 which regulates the glow current and which extends in the direction of the end of the glow tube 3 on the combustion chamber side is connected to a heating coil 5. The heating coil 5 is about a Intermediate piece 6 is electrically conductively connected to the bottom 3 a of the glow tube 3.
Widerstandswendel 4, Heizelement 5 und Zwischenstück 6 sind in Isoliermaterial 7 gepackt, das durch Reduzierung des Glührohrdurchmessers verdichtet istResistance coil 4, heating element 5 and intermediate piece 6 are packed in insulating material 7, which is reduced by reducing of the glow tube diameter is compressed
F i g. 2 zeigt vergrößert den Teil des Glührohrs 3, der durch den Kreis in Fi g. 1 begrenzt wird. Das Zwischenstück 6 ist air; dem Draht des Heizelements 5 zu einer Wendel geformt, deren Windungen elektrisch kontaktierend übereinandergelegt sind. An das ZwischenstückF i g. FIG. 2 shows, on an enlarged scale, that part of the glow tube 3 through the circle in Fi g. 1 is limited. The intermediate piece 6 is air; the wire of the heating element 5 to one Shaped helix, the turns of which are superimposed in an electrically contacting manner. To the intermediate piece
6 schließt sich, ebenfalls aus dem Draht des Heizelements 5 eine Wendel bildend, ein Zentrierstück 8 an, das in eine Öffnung des Bodens 3a des Glührohrs 3 paßt. Beim Zusammenbau wird das Zwischenstück mit dem Boden 3a verschweißt.6 is followed by a centering piece 8, also forming a helix from the wire of the heating element 5, which fits into an opening in the bottom 3a of the glow tube 3. When assembling the intermediate piece with the Welded bottom 3a.
Der Durchmesser der Wendel des Zentrierstücks 8 ist kleiner als der des Zwischenstücks 6, so daß die unterste Windung des Zentrierstücks 6 als Anschlag dientThe diameter of the helix of the centering piece 8 is smaller than that of the intermediate piece 6, so that the lowermost Turn of the centering piece 6 serves as a stop
Für das Heizelement 5 kann als Material eine Chrom-Aluminium-Sisen-Legierunfe gewählt werden, für die Widerstandswendel 4 Nickel und für das Glührohr 3 eine Chrom-Nickel-Eisen-Legierung. Als IsoliermaterialA chromium-aluminum-iron alloy can be used as material for the heating element 5 be selected, for the resistance coil 4 nickel and for the glow tube 3 a chromium-nickel-iron alloy. As an insulating material
7 eignet sich geschmolzenes Magnesiumoxid.7, molten magnesium oxide is suitable.
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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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