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Die Erfindung betrifft eine Glühkerzenanordnung an einem Dieselmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere an einem Dieselmotor für ein Fahrzeug.
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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 problemlosanspringt. 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.
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Die
DE 197 20 490 A1 lehrt einen im Hinblick auf eine günstige Lage der Glühkerzen und Einspritzdüsen aufgebauten Zylinderkopf. Die Glühkerzen sind in ihrem Erstreckungsbereich oberhalb der Zylinderbohrung von einer einen Schacht bildenden umlaufenden Umwandung umgeben. Der Schacht kann durch einen den Kraftstoffverteiler bildenden Deckel abgeschlossen sein. Weiter wird die Möglichkeit offenbart, die Steuerleitungen und deren Anschlüsse für die Glühkerzen in oder an diesem Deckel anzuordnen. Die elektrische Kontaktierung der Glühkerzen kann somit auch innerhalb des Zylinderkopfes erfolgen.
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Aus der
EP 0 896 904 A2 ist eine Verkabelungsmodul mit einer formstabilen Verkabelungsleiste und an dieser angeordneten elektrischen Leitungen und Steckern zur einfachen und montegefreundlichen 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.
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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.
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Diese Aufgabe wird bei einer Glühkerzenanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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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.
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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.
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Die rückseitigen elektrischen Kontakte der Glühkerzen und die Anschlußkontakte für diese sind vorteilhaft als Steckkontakte ausgebildet, was die herzustellende elektrische Verbindung erleichtert.
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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.
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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.
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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.
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Die Stromzuführungsleitungen und die Steckkontakte einschließlich der des Zentralsteckers bestehen aus Neusilber, vorzugsweise aus CuNi 12 Zn 24 oder aus CuNi 18 Zn 20 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.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
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1: eine Draufsicht auf einen offenen Zylinderkopf,
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2a: ein Verkabelungsmodul in einer Stirnseitenansicht,
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2b: dieses in einer Seitenansicht,
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2c: dieses in der Draufsicht,
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2d: einen Schnitt D-D durch das Verkabelungsmodul,
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3a: eine Seitenansicht eines Glühkerzensteckers,
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3b: einen Schnitt B-B durch den Glühkerzenstecker,
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3c: einen aufgebrochenen Schnitt mit angeordneter Glühkerze und
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3d: eine Draufsicht auf den Glühkerzenstecker.
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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 (2a bis 2d) eingebracht, die zur Hälfte in der Zylinderkopfwanne 1 und zur Hälfte im Zylinderkopfdeckel ausgebildet ist. Die 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 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 CuNi 12 Zn 24.
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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.
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Bezugszeichenliste
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- 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
