DE102011050988B4 - glow plug - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Glühkerze mit einem keramischen Glühstift (3), der einen zylindrischen Hauptabschnitt (3b) und einen Endabschnitt (3a) aufweist, wobei die Dicke des Glühstifts (3) zwischen dem Hauptabschnitt (3b) und dem Endabschnitt (3a) abnimmt, einem Schutzrohr (2), aus dem der Glühstift (3) herausragt, wobei sich der Endabschnitt (3a) des Glühstifts (3) außerhalb von dem Schutzrohr (2) befindet und wobei zwischen dem Schutzrohr (2) und dem Glühstift (3) ein Ringspalt (7) ist, der zu dem aus dem Gehäuse (1) herausragenden Ende des Schutzrohrs (2) hin offen ist und sich über die gesamte Länge, mit der das Schutzrohr (2) aus dem Gehäuse (1) herausragt, erstreckt, und einem Gehäuse (1), aus dem das Schutzrohr (2) herausragt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich der Innendurchmesser des Schutzrohrs (2) außerhalb des Gehäuses (1) von einem Wert, der größer als der Außendurchmesser des Hauptabschnitts (3b) des Glühstifts (3) ist, auf einen Wert reduziert, der kleiner als der Außendurchmesser des Hauptabschnitts (3b) des Glühstifts (3) ist.The invention relates to a glow plug with a ceramic glow plug (3) having a cylindrical main section (3b) and an end section (3a), the thickness of the glow plug (3) decreasing between the main section (3b) and the end section (3a), a protective tube (2) from which the glow plug (3) protrudes, wherein the end portion (3a) of the glow plug (3) is located outside of the protective tube (2) and between the protective tube (2) and the glow plug (3) Annular gap (7) which is open to the protruding from the housing (1) end of the protective tube (2) and extends over the entire length with which the protective tube (2) protrudes from the housing (1), and a housing (1) from which protrudes the protective tube (2). According to the invention, it is provided that the inner diameter of the protective tube (2) outside the housing (1) is reduced from a value which is greater than the outer diameter of the main section (3b) of the glow plug (3) to a value which is smaller than the outer diameter of the main portion (3b) of the glow plug (3).
Description
Die Erfindung betrifft eine Glühkerze mit einem keramischen Glühstift, der an seinen beiden Enden aus einem Schutzrohr herausragt. Das Schutzrohr steckt in einem Gehäuse der Glühkerze. Glühkerzen mit einem keramischen Glühstift und einem Schutzrohr sind aus der
Bei keramischen Glühstiften besteht stets eine mehr oder weniger große Gefahr eines Glühstiftbruchs. Ein Bruch des Glühstifts führt nicht nur zu einem Ausfall der Glühkerze, sondern kann auch Schäden am Motor verursachen, wenn abgebrochene Teile eines Glühstifts in den Brennraum fallen. Um der Gefahr eines Glühstiftbruchs entgegenzuwirken, werden Schutzrohre verwendet, aus denen ein Endabschnitt des Glühstifts herausragt. Keramische Glühstifte werden bei modernen Glühkerzen durch ein Schutzrohr auf dem größten Teil ihrer Länge vor Beschädigung bei der Herstellung der Glühkerze oder dem Einbau der Glühkerze in einen Motor geschützt.Ceramic glow plugs are always more or less at risk of glow plug fracture. Breakage of the glow plug not only results in failure of the glow plug, but may also cause damage to the engine when broken parts of a glow plug fall into the combustion chamber. To counteract the risk of Glühstiftbruchs, protective tubes are used, from which protrudes an end portion of the glow plug. Ceramic glow plugs are protected in modern glow plugs by a protective tube over most of their length from damage during the production of the glow plug or the installation of the glow plug in a motor.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Weg aufzuzeigen, wie die Sicherheit von Glühkerzen mit keramischen Glühstiften noch weiter verbessert werden kann.Object of the present invention is to show a way how the safety of glow plugs with ceramic glow pins can be further improved.
Diese Aufgabe wird durch eine Glühkerze mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved by a glow plug having the features specified in
Der keramische Glühstift einer erfindungsgemäßen Glühkerze hat einen zylindrischen Hauptabschnitt, der den größten Teil der Länge des Glühstifts ausmacht, und einen Endabschnitt, der dünner als der Hauptabschnitt ist und bevorzugt ebenfalls zylindrisch ist, aber beispielsweise auch konisch geformt sein kann.The ceramic glow plug of a glow plug according to the invention has a cylindrical main portion, which accounts for most of the length of the glow plug, and an end portion which is thinner than the main portion and preferably also cylindrical, but may also be conically shaped, for example.
Der Endabschnitt wird auch als Heizabschnitt oder Glühspitze bezeichnet, da er einen Heizleiter enthält, der beispielsweise als eine leitfähige Schicht an der Außenseite des Glühstifts ausgebildet sein kann. Der weitaus größte Teil des elektrischen Widerstands der Glühkerze liegt in dem Heizabschnitt. Im Betrieb wird der Glühstift von einem durch ihn fließenden Strom deshalb im Wesentlichen nur in dem Heizabschnitt beheizt.The end portion is also referred to as a heating portion or glow tip because it includes a heating conductor, which may be formed, for example, as a conductive layer on the outside of the glow plug. By far the largest part of the electrical resistance of the glow plug lies in the heating section. In operation, the glow plug is therefore heated by a current flowing through it substantially only in the heating section.
Der Glühstift ist von einem Schutzrohr umgeben, aus dem er herausragt. Der Endabschnitt befindet sich vollständig außerhalb des Schutzrohres. Dabei befindet sich zwischen dem Schutzrohr und dem Glühstift ein Ringspalt, der an dem aus dem Gehäuse herausragenden Ende des Schutzrohrs offen ist und sich über die gesamte Länge, mit der das Schutzrohr aus dem Gehäuse herausragt, erstreckt. Durch diesen Ringspalt wird die Gefahr eines Glühstiftbruchs wesentlich reduziert, da sich auf das Schutzrohr ausgeübte Biegemomente erst dann auf den Glühstift übertragen können, wenn das Schutzrohr so stark verbogen wird, dass dadurch der von dem Ringspalt vorgegebene Abstand überwunden wird.The glow plug is surrounded by a protective tube from which it protrudes. The end section is completely outside the protective tube. In this case, there is an annular gap between the protective tube and the glow plug, which is open at the protruding from the housing end of the protective tube and extends over the entire length with which the protective tube protrudes from the housing. Through this annular gap, the risk of glow plug breakage is substantially reduced, since bending moments exerted on the protective tube can only be transferred to the glow plug when the protective tube is bent so much that thereby the predetermined distance from the annular gap is overcome.
Bei einer erfindungsgemäßen Glühkerze reduziert sich der Innendurchmesser des Schutzrohrs außerhalb des Gehäuses von einem Wert, der größer als der Außendurchmesser des Hauptabschnitts des Glühstifts ist, auf einen Wert, der kleiner als der Außendurchmesser des Hauptabschnitts des Glühstifts ist. Bei einem Bruch des Glühstifts in dem Schutzrohr kann der Glühstift deshalb nicht aus dem Schutzrohr fallen. Diese Sicherung des Glühstifts wird dabei vorteilhaft erreicht, ohne dass das Schutzrohr den Glühstift außerhalb des Gehäuses berührt. Auf diese Weise lässt sich die Sicherung des Glühstifts im Falle eines Bruchs mit einem sehr guten Schutz vor einem Glühstiftbruch verbinden.In a glow plug according to the present invention, the inner diameter of the protective tube outside the housing is reduced from a value larger than the outer diameter of the main portion of the glow plug to a value smaller than the outer diameter of the main portion of the glow plug. Therefore, if the glow plug in the protective tube breaks, the glow plug can not fall out of the protective tube. This fuse of the glow plug is advantageously achieved without the protective tube touches the glow plug outside of the housing. In this way, the fuse of the glow plug in the event of a break can be combined with a very good protection against a Glühstiftbruch.
Bevorzugt reduziert sich der Durchmesser des Glühstifts in dem Schutzrohr auf einen Wert, der größer als der Durchmesser am Anfang des Endabschnitts und kleiner als der Durchmesser des Hauptabschnitts des Glühstifts ist. Erst außerhalb des Schutzrohres reduziert sich der Durchmesser des Glühstifts dann auf den Anfangsdurchmesser des Endabschnitts, d. h. auf den Durchmesser, den der Endabschnitt an seinem dem Hauptabschnitt zugewandten Ende hat. Auf diese Weise wird vorteilhaft erreicht, dass das Schutzrohr in einem Abstand von dem beheizten Endabschnitt des Glühstifts endet. Der beheizte Endabschnitt des Glühstifts kann deshalb die von ihm erzeugte Wärme ungehindert an ein Brennstoffluftgemisch im Brennraum eines Motors abgeben. Eine unerwünschte Abfuhr von Wärme durch das Schutzrohr kann somit weitestgehend vermieden werden. Außerhalb von dem Gehäuse kann der Ringspalt zwischen dem Glühstift und dem Schutzrohr eine im Rahmen von Fertigungstoleranzen gleichbleibende Breite haben.Preferably, the diameter of the glow plug in the protective tube is reduced to a value greater than the diameter at the beginning of the end portion and smaller than the diameter of the main portion of the glow plug. Only outside the protective tube, the diameter of the glow plug is then reduced to the initial diameter of the end portion, d. H. on the diameter, which has the end portion at its end facing the main portion. In this way, it is advantageously achieved that the protective tube ends at a distance from the heated end portion of the glow plug. The heated end portion of the glow plug can therefore give off the heat generated by it unhindered to a fuel air mixture in the combustion chamber of an engine. An unwanted removal of heat through the protective tube can thus be largely avoided. Outside of the housing, the annular gap between the glow plug and the protective tube can have a constant width in the context of manufacturing tolerances.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Glühstift zwischen dem Hauptabschnitt und dem Endabschnitt einen zylindrischen Zwischenabschnitt aufweist, der dicker als der Endabschnitt und dünner als der Hauptabschnitt ist. Der Zwischenabschnitt befindet sich zumindest teilweise außerhalb des Schutzrohrs. Der Durchmesser des Glühstifts kann sich vor und hinter dem Zwischenabschnitt stufenförmig ändern. Entsprechende Stufen können eine sprunghafte Änderung des Durchmessers bewirken oder ein mehr oder weniger kontinuierlichen Übergang erzeugen, beispielsweise indem der Glühstift zwischen dem Endabschnitt und dem Zwischenabschnitt oder zwischen dem Zwischenabschnitt und dem Hauptabschnitt konisch ausgebildet ist.An advantageous development of the invention provides that the glow plug between the main portion and the end portion has a cylindrical intermediate portion which is thicker than the end portion and thinner than the main portion. The intermediate section is at least partially outside the protective tube. The diameter of the glow plug may change stepwise before and after the intermediate section. Corresponding stages may cause a sudden change in the diameter or create a more or less continuous transition, for example by the glow plug between the end portion and the intermediate portion or between the intermediate portion and the main portion is conical.
Bevorzugt erfolgt die Änderung des Durchmessers zwischen dem Zwischenabschnitt und dem Hauptabschnitt auf einer größeren Länge als die Durchmesseränderung zwischen dem Zwischenabschnitt und dem Endabschnitt. Bei konisch ausgebildeten Übergängen ist also der Konuswinkel des Übergangs zwischen Endabschnitt und Zwischenabschnitt bevorzugt größer als der Konuswinkel des Übergangs zwischen Zwischenabschnitt und Hauptabschnitt. Preferably, the change in diameter between the intermediate portion and the main portion is made to a greater length than the diameter change between the intermediate portion and the end portion. In the case of conically shaped transitions, the cone angle of the transition between the end section and the intermediate section is therefore preferably greater than the cone angle of the transition between the intermediate section and the main section.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schutzrohr in dem Gehäuse einen Halteabschnitt aufweist, mit dem es an dem Glühstift anliegt, wobei zwischen dem Halteabschnitt des Schutzrohrs und dem Gehäuse ein Ringspalt ist. Die Bruchgefahr des Glühstifts wird dadurch noch weiter reduziert. Der Glühstift wird nämlich dort mechanisch am stärksten belastet, wo er das Schutzrohr berührt. Indem zwischen dem Gehäuse und dem Halteabschnitt des Schutzrohrs ein Ringspalt ist, kann sich eine von dem Gehäuse auf das Schutzrohr ausgeübte Belastung allenfalls abgeschwächt auf den Glühstift übertragen.According to the invention it is provided that the protective tube in the housing has a holding portion, with which it bears against the glow plug, wherein between the holding portion of the protective tube and the housing is an annular gap. The risk of breakage of the glow plug is thereby further reduced. The glow plug is in fact subjected to the highest mechanical load where it touches the protective tube. By having an annular gap between the housing and the holding portion of the protective tube, a load exerted by the housing on the protective tube can at best be transmitted to the glow pencil in a weakened manner.
Bevorzugt hat das Schutzrohr einen Befestigungsabschnitt, der einen größeren Außendurchmesser als der Halteabschnitt hat. Das Schutzrohr ist über diesen Befestigungsabschnitt mit dem Gehäuse verbunden. Ein vergrößerter Außendurchmesser des Befestigungsabschnitts kann vorteilhaft dadurch erreicht werden, dass das Schutzrohr in dem Befestigungsabschnitt eine größere Wandstärke als in dem Halteabschnitt hat. Die größere Wandstärke des Schutzrohrs in dem Befestigungsabschnitt ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Schutzrohr in das Gehäuse eingepresst ist. Auch bei einer Befestigung durch Löten oder Schweißen ist die größere Wandstärke aber vorteilhaft, da mechanische Belastungen von dem stabileren Befestigungsabschnitt besser aufgenommen werden können.Preferably, the protective tube has a mounting portion having a larger outer diameter than the holding portion. The protective tube is connected via this attachment portion with the housing. An increased outer diameter of the attachment portion can be advantageously achieved in that the protective tube in the attachment portion has a greater wall thickness than in the holding portion. The greater wall thickness of the protective tube in the attachment portion is particularly advantageous when the protective tube is pressed into the housing. Even with a fixture by soldering or welding, the larger wall thickness is advantageous because mechanical loads can be better absorbed by the more stable mounting portion.
Bevorzugt liegt der Befestigungsabschnitt des Schutzrohres zwischen seinem Halteabschnitt und einem außerhalb des Gehäuses angeordneten Endabschnitt. Der Ringspalt zwischen Glühstift und Schutzrohr erstreckt sich dann von dem Befestigungsabschnitt bis zu dem außerhalb des Gehäuses liegenden Ende des Schutzrohres. Die Bruchgefahr des Glühstifts wird so durch den Ringspalt besonders wirksam reduziert.Preferably, the attachment portion of the protective tube is located between its holding portion and an end portion arranged outside the housing. The annular gap between glow plug and protective tube then extends from the mounting portion to the lying outside of the housing end of the protective tube. The risk of breakage of the glow plug is thus particularly effectively reduced by the annular gap.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Glühstift in dem Gehäuse einen Befestigungsabschnitt aufweist, der einen größeren Durchmesser als der Hauptabschnitt des Glühstifts hat. Das Schutzrohr liegt an dem Befestigungsabschnitt des Glühstifts an. Die mechanischen Belastungen, denen der Glühstift im Betrieb und bei der Herstellung der Glühkerze ausgesetzt ist, sind dort am größten, wo der Glühstift an dem Schutzrohr anliegt, also am Befestigungsabschnitt des Glühstifts. Indem der Glühstift dort einen erhöhten Durchmesser hat, kann der Glühstift diesen Belastungen besser standhalten, so dass die Bruchgefahr reduziert ist.A further advantageous embodiment of the invention provides that the glow plug in the housing has a mounting portion which has a larger diameter than the main portion of the glow plug. The protective tube abuts against the attachment portion of the glow plug. The mechanical stresses to which the glow plug is exposed during operation and in the production of the glow plug are greatest where the glow plug rests against the protective tube, ie at the attachment portion of the glow plug. By the glow plug there has an increased diameter, the glow plug can withstand these stresses better, so that the risk of breakage is reduced.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Schutzrohr aus wenigstens zwei Teilen zusammengefügt ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, mit dem ersten Schutzrohrteil den Halteabschnitt des Schutzrohres zu bilden. Dieser erste Teil kann mit dem Glühstift verlötet oder durch Einpressen verbunden werden. An den ersten Teil des Schutzrohres wird ein zweiter Teil des Schutzrohres angefügt, der das Schutzrohr auf dem größten Teil seiner Länge umgibt und aus dem Gehäuse herausragt.A further advantageous development of the invention provides that the protective tube is assembled from at least two parts. It is particularly advantageous to form the holding portion of the protective tube with the first protective tube part. This first part can be soldered to the glow plug or connected by pressing. To the first part of the protective tube, a second part of the protective tube is added, which surrounds the protective tube over most of its length and protrudes from the housing.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Glühstift eine Ringnut aufweist und das Schutzrohr mit einem ringförmigen Vorsprung, beispielsweise einem Wulst, in die Ringnut hineinragt. Der Wulst kann in einem Befestigungsabschnitt des Schutzrohres ausgebildet sein, mit dem es an dem Gehäuse anliegt. Beim Einpressen des Schutzrohres in das Gehäuse wird das Schutzrohr verformt. Dabei kann ein nach innengerichteter Wulst erzeugt werden, insbesondere wenn das Schutzrohr dort, also in seinem Befestigungsabschnitt, eine erhöhte Wandstärke hat.A further advantageous development of the invention provides that the glow plug has an annular groove and the protective tube protrudes into the annular groove with an annular projection, for example a bead. The bead may be formed in a mounting portion of the protective tube, with which it bears against the housing. When the protective tube is pressed into the housing, the protective tube is deformed. In this case, an inwardly directed bead can be produced, in particular if the protective tube has an increased wall thickness there, ie in its attachment section.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Gleiche und einander entsprechende Komponenten sind dabei mit übereinstimmenden Bezugszahlen versehen. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be explained with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings. The same and corresponding components are provided with matching reference numerals. Show it:
Der Glühstift
Der Endabschnitt
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Glühstift
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind konisch geformte Übergangsabschnitte vorhanden. Die beiden Übergangsabschnitte können gleich ausgebildet sein oder unterschiedliche Konuswinkel aufweisen. Bevorzugt ist der Übergang zwischen dem Endabschnitt
Wie
Wie insbesondere
Das Schutzrohr
In dem Gehäuse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gehäusecasing
- 22
- Schutzrohrthermowell
- 2a2a
- Endabschnittend
- 2b2 B
- Befestigungsabschnittattachment section
- 2c2c
- Halteabschnittholding section
- 33
- GlühstiftGlow plug
- 3a3a
- Endabschnittend
- 3b3b
- HautptabschnittHautptabschnitt
- 3c3c
- Zwischenabschnittintermediate section
- 3d3d
- Befestigungsabschnittattachment section
- 3e3e
- Verjüngender AbschnittRejuvenating section
- 44
- Heizleiterheating conductor
- 55
- Isolationsschichtinsulation layer
- 66
- Innenleiterinner conductor
- 77
- Ringspaltannular gap
- 88th
- Aufnahmeadmission
Claims (9)
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DE102011050988A1 DE102011050988A1 (en) | 2012-12-13 |
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- 2011-06-09 DE DE102011050988.7A patent/DE102011050988B4/en active Active
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