DE10023064A1 - Glühkerzenanordnung an einem Dieselmotor - Google Patents
Glühkerzenanordnung an einem DieselmotorInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Glühkerzenanordnung an einem Dieselmotor mit einem Motorblock und einem eine Zylinderkopfwanne und einen Zylinderkopfdeckel aufweisenden Zylinderkopf, bei der die Glühkerzen mit einem Glühstift in den jeweiligen Brennraum oder eine mit diesem verbundene Kammer ragen. Sie löst die Aufgabe, die Glühkerzenanordnung so zu gestalten, daß die elektrische Kontaktierung der Glühkerzen erleichtert durchführbar ist. Dazu ist der an dem dem Glühstift abgewandten Ende ausgebildete elektrische Kontakt (Steckkontakt 3) der jeweiligen Glühkerze (2) im Innern der Zylinderkopfwanne (1) angeordnet, und die Stromversorgungsleitungen (9) mit den Anschlußkontakten (12) für die Glühkerzen (2) sind mit einem Zentralstecker (6) verbunden, der in der Wandung (4) der Zylinderkopfwanne (1) dichtend festlegbar ist.
Description
Die Erfindung betrifft eine Glühkerzenanordnung an einem Dieselmotor nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere an einem Dieselmotor für ein Fahrzeug.
Dieselmotoren können zur Verbesserung ihres Kaltstartverhaltens pro Zylinder je eine
Glühkerze als Starthilfeeinrichtung aufweisen. Diese heizt die im Zylinderraum
vorhandene Luft vor, so daß der Motor auch bei niedrigen Temperaturen problemlos
anspringt. Dabei sind die einen Glühstift und einen rückwärtigen elektrischen Kontakt,
insbesondere einen Steckkontakt, aufweisenden Glühkerzen jeweils in einer in der
Wandung des Zylinderkopfes angeordneten Durchführung derart angeordnet, daß sich
der elektrische Kontakt außerhalb des Zylinderkopfes und der Glühstift innerhalb
desselben in der Brennkammer eines Zylinders bzw. einer mit dieser verbundenen Vor-
oder Wirbelkammer befindet. Die elektrische Kontaktierung der Glühkerzen und die
Stromzuführung zu diesen erfolgen somit außerhalb des Zylinderkopfes.
Aus der EP 0 896 904 A2 ist ein Verkabelungsmodul mit einer formstabilen
Verkabelungsleiste und an dieser angeordneten, elektrischen Leitungen und Steckern zur
einfachen und montagefreundlichen elektrischen Kontaktierung von elektrisch
betätigbaren Aggregaten, z. B. Magnetventilen von Pumpe-Düse-Elementen, im
zumindest teilweise mit Schmiermittel gefüllten Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine
bekannt. Das Verkabelungsmodul weist einen Zentralstecker für die elektrische Leitung
auf, der flüssigkeitsdicht in einer Öffnung im Gehäuse des Zylinderkopfes angeordnet ist.
Die Montage des Verkabelungsmoduls erfolgt von der Außenseite des Zylinderkopfes her
durch die Öffnung, eine anschließende elektrische Kontaktierung der Aggregate durch
Aufstecken der Steckkontakte in dem nach oben hin geöffneten Zylinderkopf und
anschließende Befestigung des Zentralsteckers an der Öffnung. Die erforderlichen
Masseleitungen sind mit einer gemeinsamen, zum Zentralstecker geführten Masseleitung
verbunden, so daß der Stromkreis bei kontaktierten Aggregaten innerhalb des
Verkabelungsmoduls geschlossen ist. Auf diese Weise ist eine einfach aufgebaute
Stromführung über die gesamte Verkabelungsleiste bei einer konstanten Anzahl von
elektrischen Leitungen geschaffen, die eine montagefreundliche und einfache elektrische
Kontaktierung von elektrischen Aggregaten ermöglicht.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Glühkerzenanordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 so zu vorzunehmen, daß die elektrische Kontaktierung der Glühkerzen
erleichtert durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer Glühkerzenanordnung nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
Die Erfindung besteht darin, daß die an einem Dieselmotor mit einem Motorblock und
einem eine Zylinderkopfwanne und einen Zylinderkopfdeckel aufweisenden Zylinderkopf
vorgesehenen Glühkerzen so angeordnet sind, daß diese mit ihrem Glühstift in den
jeweiligen Brennraum bzw. in eine mit diesem verbundene Kammer und mit ihrem am
rückseitigen Ende ausgebildeten elektrischen Kontakt im Innern der Zylinderkopfwanne
angeordnet sind. Die im Zylinderkopf erforderlichen Stromversorgungsleitungen mit den
Anschlußkontakten für die Glühkerzen sind mit einem Zentralstecker in der Wandung des
Zylinderkopfes verbunden, der an dieser dichtend festgelegt ist. Bevorzugt sind die
Stromversorgungsleitungen zu einem Verkabelungsmodul zusammengefaßt oder an
einem bereits vorhandenen, ebenfalls im Innern des Zylinders angeordneten und mit
einem Zentralstecker an der Wandung der Zylinderkopfwanne dichtend festgelegten
Verkabelungsmodul angeordnet, das mit dem Zentralstecker eine an der Wandung der
Zylinderkopfwanne dichtend festlegbare Baueinheit bildet. Durch diese Anordnung sind
die elektrischen Kontakte der Glühkerzen von der Außenseite der Zylinderkopfwandung
in das Innere des Zylinderkopfes gelegt, dort geschützt angeordnet und erleichtert
kontaktierbar. Die Verkabelung erfolgt bei geöffnetem Zylinderkopf, nachdem die mit dem
Zentralstecker verbundenen Stromversorgungskabel von außen durch die Öffnung
gebracht und der Zentralstecker an der Zylinderkopfwandung dichtend festgelegt ist. Der
Zentralstecker kann dabei vorteilhaft in einer runden Öffnung angeordnet sein, die in
bekannter Weise (Aktenzeichen 197 53 098) zur Hälfte in der Zylinderkopfwanne und zur
Hälfte im Zylinderkopfdeckel ausgebildet ist. Zwischen dem Zentralstecker und der
Öffnung sind Dichtungsmittel angeordnet. Beispielsweise können diese darin bestehen,
daß im Bereich der Öffnung in den beiden Zylinderkopfteilwandungen eine umlaufende
Nut für ein Dichtungsmittel ausgebildet ist und das Kunststoffgehäuse des
Zentralsteckers mit einer Metallbuchse in der Öffnung formschlüssig anliegt und an
wenigstens einer Zylinderkopfteilwandung festgelegt, vorteilhaft festgeschraubt, ist. Damit
ist eine flüssigkeitsdichte Anordnung des Zentralsteckers im Zylinderkopf gegeben, die
auch eine erleichterte Montage und Demontage desselben bei engsten
Raumverhältnissen gestattet.
Die Stromversorgungskabel mit den Anschlußkontakten sind in der bevorzugten
Ausführungsform zu einem weitestgehend formstabilen Verkabelungsmodul
zusammengefaßt, was die Verkabelung der Glühkerzen erheblich vereinfacht.
Vorzugsweise weist das Verkabelungsmodul Stromversorgungsleitungen und
Anschlußkontakte für weitere elektrisch betätigbare Komponenten auf, die ebenfalls mit
dem Zentralstecker verbunden sind, wodurch sich eine effektivere Verkabelung
sämtlicher zu verkabelnder Aggregate und Komponenten im Zylinderkopf ergibt.
Die rückseitigen, elektrischen Kontakte der Glühkerzen und die Anschlußkontakte für
diese sind vorteilhaft als Steckkontakte ausgebildet, was die herzustellende elektrische
Verbindung erleichtert.
Die Formstabilität des Verkabelungsmoduls ist durch ein formstabiles Gehäuse
sichergestellt, in dem die Versorgungsleitungen untergebracht sind, und das mit
Öffnungen für die zu den Anschlußkontakten führenden Leitungsabschnitte versehen ist.
Die Komponenten des Verkabelungsmoduls sind aus gegenüber Mineralölen und
pflanzlichen Schmiermitteln chemisch resistenten und gegenüber mechanischen und
thermischen Belastungen beständigen Materialien gefertigt. Insbesondere bestehen der
Zentralstecker und/ oder das Verkabelungsgehäuse sowie die Gehäuse der elektrischen
Anschlußkontakte aus Polyamid(PA)46 und das Isoliermaterial der
Stromversorgungsleitungen aus ETFE (Ethylen/Tetrafluorethylen). Damit sind die
Komponenten des Verkabelungsmoduls gegenüber dem Schmiermittel und
möglicherweise eintretendem Kraftstoff chemisch resistent und gegenüber den im
Zylinderkopf gegebenen Einsatzbedingungen beständig.
Die Anschlußkontakte für die Glühkerzen können gekapselt sein, wobei die Gehäuse von
einem die Stromzuführungsleitung auf der dem Steckkontakt abgewandten Seite
dichtend umschließenden Gummimantel umgeben sind, der glühkerzenseitig eine
Öffnung mit einem Dichtungsrand zum Umschließen des an der Glühkerze ausgebildeten
Steckkontaktes aufweist, so daß die gebildete Steckverbindung zuverlässig dicht
abgeschlossen ist.
Die Stromzuführungsleitungen und die Steckkontakte einschließlich der des
Zentralsteckers bestehen aus Neusilber, vorzugsweise aus CuNi12 Zn24 oder aus CuNi18
Zn20 oder aus Gold oder weisen Beschichtungen aus den genannten Materialien auf.
Diese Kontaktmaterialien stellen die Zuverlässigkeit der Steckverbindung in dem ein
Schmiermittel aufweisenden Raum bei höheren Temperaturen sicher.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den
zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen offenen Zylinderkopf,
Fig. 2a ein Verkabelungsmodul in einer Stirnseitenansicht,
Fig. 2b dieses in einer Seitenansicht,
Fig. 2c dieses in der Draufsicht,
Fig. 2d einen Schnitt D-D durch das Verkabelungsmodul,
Fig. 3a eine Seitenansicht eines Glühkerzensteckers,
Fig. 3b einen Schnitt B-B durch den Glühkerzenstecker,
Fig. 3c einen aufgebrochenen Schnitt mit angeordneter Glühkerze und
Fig. 3d eine Draufsicht auf den Glühkerzenstecker.
Fig. 1 zeigt einen Blick auf die geöffnete Zylinderkopfwanne 1 eines aus dieser und
einem Zylinderkopfdeckel gebildeten Zylinderkopfes eines 4-Zylinder-Dieselmotors. In
dem Zylinderkopf sind neben nicht näher bezeichneten, elektrisch betätigbaren
Aggregaten, wie z. B. Magnetventilen, Glühkerzen 2 angeordnet, die mit ihrem Glühstift in
eine mit dem Brennraum des jeweiligen Zylinders verbundene Vorkammer und mit einem
auf der dem Glühstift abgewandten Ende ausgebildeten, elektrischen Steckkontakt 3 in
die Zylinderkopfwanne 1 ragen. In der Wandung 4 des mit Schmiermittel teilgefüllten
Zylinderkopfes ist eine kreisrunde Öffnung 5 zur dichtenden Anordnung eines in sich
gedichteten Zentralsteckers 6 (Fig. 2a bis 2d) eingebracht, die zur Hälfte in der
Zylinderkopfwanne 1 und zur Hälfte im Zylinderkopfdeckel ausgebildet ist. Die Fig. 2a bis
2d zeigen, daß dieser Zentralstecker 6 Bestandteil eines formstabilen und im Innern des
Zylinderkopfes festlegbaren Verkabelungsmoduls 7 ist, in dem die
Stromversorgungsleitungen 8 für die Aggregate und 9 für die Glühkerzen 2
zusammengefaßt sind. Die Formstabilität des Verkabelungsmoduls 7 ist durch ein
Verkabelungsgehäuse 10 sichergestellt, in dem Öffnungen für die zu den
Anschlußkontakten 11 für die Aggregate und 12 für die Glühkerzen führenden
Leitungsabschnitte angeordnet sind. Die Anschlußkontakte 11 und 12 sind
Steckkontakte. Der Zentralstecker 6 und das Verkabelungsgehäuse 10 bestehen aus PA 46,
und das Isoliermaterial für die Stromversorgungsleitungen 8 und 9 ist ETFE. Diese
Materialien sind gegenüber Mineralölen und pflanzlichen Schmiermitteln chemisch
resistent und gegenüber den im Zylinderkopf auftretenden mechanischen und
thermischen Belastungen beständig. Die Anschlußkontakte 12 sind, wie in den Fig. 3a
und 3d dargestellt ist, in einem Plastgehäuse 13 angeordnet, das von einem die
Stromversorgungsleitung 9 dichtend umschließenden Gummimantel 14 umgeben ist, der
glühkerzenseitig eine Öffnung 15 mit einem zwei Dichtungslippen 16 aufweisenden
Dichtungsrand 17 zur Aufnahme des an der Glühkerze 2 ausgebildeten Steckkontaktes 3
aufweist. Die Steckverbindung zwischen dem Steckkontakt 3 und dem
(Steck-)Anschlußkontakt 12 ist damit flüssigkeitsdicht gegenüber dem Innenraum des
Zylinderkopfes abgeschlossen. Alternativ dazu ist der Anschlußkontakt 12 auch ohne den
dichtenden Gummimantel 14 in einem modifizierten Plastgehäuse anordbar, so daß die
Steckverbindung vom Schmiermittel umspült wird. Letztere Ausführung ist weniger
aufwendig. Die Stromversorgungsleitungen 8 und 9 und die Anschlußkontakte 11 und 12
und die Steckkontakte des Zentralsteckers 6 bestehen aus CuNi12 Zn24.
Die vorbeschriebene Anordnung der Glühkerzen 2 im Innern der Zylinderkopfwanne 1
ermöglicht in Verbindung mit einem in der Wandung 4 des Zylinderkopfes dichtend
festlegbaren Zentralsteckers 6 als Bestandteil eines Verkabelungsmoduls 7 eine sehr
rationelle Verkabelung der Glühkerzen 2 und ebenso von im Zylinderkopf angeordneten
elektrisch betätigbaren Aggregaten. Das Verkabelungsmodul 7 wird durch Festlegen des
Zentralsteckers 6 von der Innenseite des offenen Zylinderkopfes aus in der Öffnung 5 an
diesem positioniert, wobei eine Vorfixierung durch nicht dargestellte Rastmittel in der in
der Zylinderkopfwanne 1 gegebenen Hälfte der Öffnung 5 in einer vorbestimmten
(Winkel-)Stellung ermöglicht wird. Durch Halterungselemente wird dann das
Verkabelungsmodul 7 am Zylinderkopf befestigt, und es werden, unbehindert zugänglich,
die Steckverbindungen an den Glühkerzen und den übrigen Aggregaten hergestellt. Nach
vollzogener Verkabelung wird der Zylinderkopfdeckel aufgesetzt und mit der
Zylinderkopfwanne 1 verschraubt.
1
Zylinderkopfwanne
2
Glühkerze
3
Steckkontakt
4
Wandung
5
Öffnung
6
Zentralstecker
7
Verkabelungsmodul
8
Stromversorgungsleitung
9
Stromversorgungsleitung
10
Verkabelungsgehäuse
11
Anschlußkontakt
12
Anschlußkontakt
13
Plastgehäuse
14
Gummimantel
15
Öffnung
16
Dichtungslippe
17
Dichtungsrand
Claims (10)
1. Glühkerzenanordnung an einem Dieselmotor mit einem Motorblock und einem eine
Zylinderkopfwanne und einen Zylinderkopfdeckel aufweisenden Zylinderkopf, bei
der die Glühkerzen mit einem Glühstift in den jeweiligen Brennraum oder eine mit
diesem verbundene Kammer ragen, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem
dem Glühstift abgewandten Ende ausgebildete, elektrische Kontakt (Steckkontakt 3)
der jeweiligen Glühkerze (2) im Innern der Zylinderkopfwanne (1) angeordnet ist,
und daß die Stromversorgungsleitungen (9) mit den Anschlußkontakten (12) für die
Glühkerzen (2) mit einem Zentralstecker (6) verbunden sind, der in der Wandung
(4) der Zylinderkopfwanne (1) dichtend festlegbar ist.
2. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Stromversorgungsleitungen (9) mit den Anschlußkontakten (12) zu einem oder an
einem weitestgehend formstabilen Verkabelungsmodul (7) zusammengefaßt sind.
3. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
elektrischen Kontakte (3) der Glühkerzen (2) und die Anschlußkontakte (12)
Steckkontakte sind.
4. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
Verkabelungsmodul (1) ein die Stromversorgungsleitungen (9) aufnehmendes
Verkabelungsgehäuse (10) mit Öffnungen für die zu den Anschlußkontakten (12)
führenden Leitungsabschnitte aufweist.
5. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Komponenten des Verkabelungsmoduls (7) aus gegenüber Mineralölen und
pflanzlichen Schmiermitteln chemisch resistenten und gegenüber mechanischen
und thermischen Belastungen beständigen Materialien gefertigt ist.
6. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zentralstecker (6) und/ oder das Verkabelungsgehäuse (10) aus PA 46 besteht.
7. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Isoliermaterial der Stromversorgungsleitungen (9) ETFE ist oder
Teflonbestandteile aufweist.
8. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zentralstecker (6) in einer runden Öffnung (5) im Zylinderkopf angeordnet ist, die
zur Hälfte in der Zylinderkopfwanne (1) und zur Hälfte im Zylinderkopfdeckel
ausgebildet ist.
9. Glühkerzenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Anschlußkontakte (12) für die Glühkerzen (2) in einem Plastgehäuse (13)
angeordnet sind, das von einem die Stromversorgungsleitung (9) dichtend
umschließenden Gummimantel (14) umgeben ist, der glühkerzenseitig eine
Öffnung (15) mit einem Dichtungsrand (16) zur Aufnahme des an der Glühkerze (2)
ausgebildeten Steckkontaktes (3) aufweist.
10. Glühkerzenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stromversorgungsleitungen und die Anschlußkontakte
(12) sowie die Steckkontakte des Zentralsteckers (6) aus Neusilber, vorzugsweise
aus CuNi12 Zn24 oder aus CuNi18 Zn20, oder aus Gold gefertigt sind oder
Beschichtungen aus den genannten Materialien aufweisen.
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