DE10147152A1 - Glühkerze - Google Patents

Abstract

Eine Glühkerze ist offenbart, bei der der Einpressabschnitt K zum Halten einer Röhre 3 und eines Installationsteils 2 in Kontakt miteinander bei einem Flächendruck sich bei einer Position des Installationsteils 2 näher dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2 von dem Montagegewindeabschnitt 21 befindet, so dass der Einpressabschnitt K und der Montagegewindeabschnitt 21 sich bei Positionen befinden, die nicht miteinander überlagert sind. Infolgedessen wird die Verformung des Montagegewindeabschnitts des Installationsteils verhindert durch Einpressen der Röhre. Eine Spaltgröße G zwischen dem Innendurchmesser der Röhre 3 und dem Außendurchmesser eines Mittelschafts 6 bei einem zweiten Ende 3b der Röhre 3, das ein Ende der Röhre bildet, ist in dem Bereich von 0,2 bis 0,8 mm einschließlich eingerichtet. Somit ist eine ausreichende Isolierung gewährleistet zwischen dem Mittelschaft und der Innenfläche der Röhre bei dem Ende der Röhre.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Glühkerze mit einer Heizröhre, die in einem Installationsteil gehalten wird, die an einem Motor montiert verwendet wird, oder insbesondere auf eine Glühkerze mit einem Montagegewindeabschnitt an dem Installationsteil, der einen Außendurchmesser von maximal 8 mm hat.

Im Allgemeinen weist eine Glühkerze ein zylindrisches Installationsteil mit einem Montagegewindeabschnitt auf an seiner äußeren Umfangsfläche, der verwendet wird zum Montieren an einem Motor, eine zylindrische Röhre, die in dem Installationsteil gehalten wird durch Einpressen eines zweiten Endes der zylindrischen Röhre in das Installationsteil hinein, wobei deren erstes Ende von einem ersten Ende des Installationsteils hervorsteht, Wärmeerzeugungselemente, die in dem Abschnitt der Röhre angeordnet sind, der näher deren ersten Endes liegt zum Erzeugen von Wärme bei der Erregung, einen stangenartigen Mittelschaft, wobei ein erstes Ende elektrisch verbunden ist mit den Wärmeerzeugungselementen in der Röhre und ein zweites Ende in das Installationsteil hinein vorsteht von dem zweiten Ende der Röhre, und elektrisch isolierende Elemente, die eingefüllt sind zwischen den Wärmezeugungselementen, einem Mittelschaft und der Röhre.

In den letzten Jahren ist ein Bedarf gewachsen für kleinere Glühkerzen aufgrund dem Trend zur Direkteinspritzung und Reduktion der Größe von Dieselmotoren. Um diesen Bedarf zu erfüllen, haben die Erfinder Anstrengungen unternommen, um eine Glühkerze mit einem Montagegewindeabschnitt des Befestigungsteils zu entwickeln, der einen Außendurchmesser von maximal 8 mm hat (d. h. eine Schraubengröße von M8 oder geringer) im Vergleich mit 10 mm (M10) nach dem Stand der Technik.

Die Verwirklichung eines Installations- oder Befestigungsteils mit einem kleinen Durchmesser für die Glühkerze erfordert jedoch einen reduzierten Durchmesser der Teile, wie beispielsweise einer Röhre, die in dem Befestigungsteil untergebracht ist. Die Größenreduktion der untergebrachten Teile ist jedoch beschränkt durch den Bedarf der Gewährleistung der Festigkeit. Um einen Raum zum Unterbringen der Röhre etc. in dem Befestigungsteil mit einer kleineren Größe zu gewährleisten, muss deshalb die Dicke des Befestigungsteils reduziert werden.

Bei einer herkömmlichen Glühkerze befindet sich der Presspassungsabschnitt, an dem die Röhre und das Befestigungsteil sich in Kontakt miteinander befinden bei einem vorgegebenen Flächendruck, bei derselben Position wie der Montagegewindeabschnitt des Befestigungsteils. Wenn die Dicke des Befestigungsteils reduziert wird, kann der Montagegewindeabschnitt leicht verformt werden deshalb durch Einpressen der Röhre. Die Verformung des Montagegewindeabschnitts verursacht Änderungen der Schraubengröße oder erfordert eine Korrektur des Montagegewindeabschnitts mit einer Gewindenachschneideinrichtung nach dem Einpressen, was zu einer niedrigeren Produktivität führt.

Mit der Reduktion der Röhrengröße wird andererseits die Isolation zwischen der Innenfläche der Röhre und dem Mittelschaft reduziert, der in der Röhre isoliert gehalten wird, so dass die Röhre und der Mittelschaft leicht in elektrischen Kontakt miteinander kommen können.

Angesichts der vorstehend beschriebenen Probleme besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer Glühkerze mit einem zylindrischen Installationsteil einschließlich einem Montagegewindeabschnitt, der an der Außenumfangsfläche der Glühkerze ausgebildet ist, und mit einem Außendurchmesser von nicht mehr als 8 mm, wobei eine Röhre im Inneren Wärmeerzeugungselemente hat zum Erzeugen von Wärme bei der Erregung und einen Mittelschaft, der isoliert gehalten wird zum Erregen der Wärmeerzeugungselemente ist eingepresst und fixiert in dem Installationsteil, so dass der Montagegewindeabschnitt des Installationsteils von der Verformung durch das Einpressen der Röhre abgehalten wird.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in dem Gewährleisten einer ausreichenden Isolation zwischen dem Mittelschaft und der Innenfläche der Röhre bei dem Röhrenendabschnitt.

Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung eine Glühkerze geschaffen mit: einem zylindrischen Installationsteil (2); einem Montagegewindeabschnitt (21) mit einem Außendurchmesser von nicht mehr als 8 mm, der an der Außenumfangsfläche des Installationsteils für die Montage an dem Motor ausgebildet ist; einer zylindrischen Röhre (3), die an dem Installationsteil gehalten wird durch Einpressen eines zweiten Endes (3b) in das Installationsteil hinein, wobei ein erstes Ende (3a) von einem ersten Ende (2a) des Installationsteils hervorsteht; Wärmeerzeugungselementen (4, 5), die in dem Abschnitt der Röhre näher dem ersten Ende (3a) untergebracht sind zum Erzeugen von Wärme bei der Erregung; und einem stangenartigen Mittelschaft (6) mit einem ersten Ende (3a), das elektrisch verbunden ist mit den Wärmeerzeugungselementen in der Röhre, und wobei ein zweites Ende (6b) in das Installationsteil hinein vorsteht von dem zweiten Ende (3b) der Röhre; wobei ein Einpressabschnitt (K) zum Halten der Röhre und des Installationsteils in Kontakt miteinander bei einem vorgegebenen Flächendruck sich bei einer Position näher dem ersten Ende (2a) des Installationsteils von dem Montagegewindeabschnitt des Installationsteils befindet.

Erfindungsgemäß befindet sich der Einpressabschnitt der Röhre und das Installationsteil bei einer Position näher dem ersten Ende des Installationsteils von dem Montagegewindeabschnitt des Installationsteils und der Einpressabschnitt befindet sich nicht bei derselben Position wie der Montagegewindeabschnitt. Deshalb wird die Verformung des Montagegewindeabschnitts des Installationsteils verhindert, was andererseits durch das Einpressen der Röhre verursacht werden könnte.

Je größer der Abstand ist zwischen dem Montagegewindeabschnitt und dem Einpressabschnitt, der sich näher an dem ersten Ende des Installationsteils befindet, um so größer ist die Leichtigkeit, mit der der Installationsteilabschnitt zwischen dem Einpressabschnitt und dem Montagegewindeabschnitt zu verformen oder zu verziehen ist, so dass dessen Durchmesser sich erhöht durch das Befestigungsdrehmoment zum Einschrauben des Installationsteils in den Motor über den Montagegewindeabschnitt.

Der Erfinder hat dies untersucht und herausgefunden, dass der Verzug des Installationsteilabschnitts zwischen dem Einpressabschnitt und dem Montagegewindeabschnitt vorzugsweise unterdrückt werden kann, wenn der Abstand (L) zwischen dem Einpressabschnitt (K) und dem Montagegewindeabschnitt (21) des Installationsteils (2) nicht mehr als 50 mm beträgt.

Zum Unterdrücken des Verzugs des Installationsteils beträgt die Vickershärte des Abschnitts des Installationsteils (2), der näher an dessen erstem Ende (2a) ist, von dem Montagegewindeabschnitt (21) vorzugsweise nicht weniger als 200 Hv.

Der Erfinder hat auch einen Versuch durchgeführt, um einen ausreichenden Isolationsabstand zu studieren zwischen der Innenfläche des Röhrenendes und dem Mittelschaft und hat herausgefunden, dass zum Gewährleisten eines ausreichenden Isolationsabstands es notwendig ist, den Durchmesser des Mittelschafts zu reduzieren, der isoliert gehalten wird in der Röhre, oder den Durchmesser der Röhre zu erhöhen.

Angesichts der Tatsache, dass ein Drahtelement (ein Kabelbaum etc.) zum elektrischen Verbinden einer Stromzufuhr mit einer Schraube an dem Mittelschaft gekoppelt ist, ist jedoch eine ausreichende Festigkeit des Mittelschafts erforderlich, um ein Befestigungsdrehmoment der Schraube auszuhalten, und deshalb ist die Reduktion des Durchmessers des Mittelschafts begrenzt (der Außendurchmesser des Mittelschafts beträgt 2,2 mm oder mehr beispielsweise).

Andererseits hat für die Glühkerze mit dem Außendurchmesser des Montagegewindeabschnitts des Installationsteils, der auf 8 mm oder weniger reduziert ist, der Durchmesser der in das Installationsteil eingesetzten Röhre seine eigene Obergrenze (der Außendurchmesser des eingesetzten Abschnitts der Röhre beträgt beispielsweise nicht mehr als 4,8 mm im Durchmesser).

Als das Ergebnis der experimentellen Studie der Isolierung hat der Erfinder herausgefunden unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Begrenzungen des Mittelschafts und der Röhre, dass eine ausreichende Isolierung geeignet gewährleistet werden kann, selbst für eine Glühkerze mit einem Außendurchmesser des Montagegewindeabschnitts des Installationsteils, der auf nicht mehr als 8 mm reduziert ist, solange wie die Isolation innerhalb eines vorgegebenen Werts liegt. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage des Ergebnisses dieser Studie erdacht.

Insbesondere wird gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung eine Glühkerze geschaffen mit: einem zylindrischen Installationsteil (2); einem Montagegewindeabschnitt (21) mit einem Außendurchmesser von nicht mehr als 8 mm, der an der Außenumfangsfläche des Installationsteils für die Montage an dem Motor ausgebildet ist; einer zylindrischen Röhre (3), die an dem Installationsteil gehalten wird, wobei das erste Ende (3a) von dem ersten Ende (2a) des Installationsteils vorsteht und das zweite Ende (3b) in das Installationsteil eingesetzt ist; Wärmeerzeugungselementen (4, 5), die in dem Abschnitt der 5 Röhre näher dem ersten Ende (3a) zum Erzeugen von Wärme bei der Erregung untergebracht sind; einem stangenartigen Mittelschaft (6) mit einem ersten Ende (6a), das elektrisch verbunden ist mit den Wärmeerzeugungselementen in der Röhre, und einem zweiten Ende (6b), das in das Installationsteil hinein vorsteht von dem zweiten Ende (3b) der Röhre; und elektrischen Isolationselementen (7, 8), die in den Spalt zwischen den Wärmeerzeugungselementen, dem Mittelschaft und der Röhre in der Röhre eingefüllt sind; wobei die Spaltgröße (G) zwischen dem Innendurchmesser der Röhre und dem Außendurchmesser des Mittelschafts bei dem zweiten Ende der Röhre nicht weniger als 0,2 mm und nicht mehr als 0,8 mm beträgt.

Erfindungsgemäß ist die Größe des Spalts nicht weniger als 0,2 mm und nicht mehr als 0,8 mm und deshalb kann eine ausreichende Isolation gewährleistet werden zwischen der Innenfläche der Röhre und dem Mittelschaft bei dem Röhrenendabschnitt (der zweite Endabschnitt) für die Glühkerze mit dem Außendurchmesser des Montagegewindeabschnitts, der auf 8 mm oder weniger reduziert ist.

Wenn die Spaltgröße kleiner als 0,2 mm ist, könnte eine elektrische Verbindung zwischen der Innenfläche der Röhre und dem Mittelschaft bei dem Endabschnitt (zweiter Endabschnitt) der Röhre auftreten. Ein Versuch zum Erhöhen der Spaltgröße auf mehr als 0,8 mm macht es andererseits notwendig, den Mittelschaft mehr als notwendig zu reduzieren oder den Außendurchmesser der Röhre mehr als notwendig zu erhöhen. Deshalb ist eine Spaltgröße größer als 0,8 mm nicht geeignet zum Aufrechterhalten der Festigkeit des Mittelschafts oder zum Reduzieren des Durchmessers der Glühkerze.

Die Bezugszeichen in Klammern von jeder vorstehend beschriebenen Einrichtung bezeichnen eine Übereinstimmung mit der spezifischen Einrichtung, die später beschrieben wird unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele.

Die vorliegende Erfindung wird vollständig verständlich aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der nachfolgend angeführten Erfindung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 zeigt eine Zeichnung eines Längsschnitts einer Konfiguration einer Glühkerze gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine Zeichnung zum Erläutern einer Versuchseinrichtung für einen Verzugstest.

Fig. 3 zeigt einen Verlauf des Verzugsbetrags, der ermittelt wird als die Beziehung zwischen der Vickershärte und der Dicke des unteren Schraubenkörperabschnitts unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Versuchseinrichtung.

Fig. 4 zeigt einen Verlauf des Verzugsbetrags, der ermittelt wird als die Beziehung zwischen dem Abstand des Einpressabschnitts und dem Montagegewindeabschnitt und der Dicke des unteren Schraubenkörperabschnitts unter Verwendung der in Fig. 2 gezeigten Versuchseinrichtung.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des zweiten Endes der Röhre von Fig. 1 und deren Umfangsabschnitte.

Fig. 6 zeigt einen Verlauf des Ergebnisses der Studie des Erzeugens von Verkürzungen in Bezug auf die Spaltgröße G.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt eine Längsschnittkonfiguration einer Glühkerze 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Glühkerze 1 ist in jeder aus einer Vielzahl von Öffnungen montiert (beispielsweise vier Zylinder), die an einem (nicht gezeigten) Zylinderkopf jeweils ausgebildet sind eines direkteinspritzenden Dieselmotors für ein Kraftfahrzeug zum Fördern der Zündung und Verbrennung des Kraftstoffs beim Start des Motors.

Die Glühkerze 1 umfasst ein Installationsteil (Gehäuse) 2, das aus einem hohlen zylindrischen leitenden Material zusammengesetzt ist (beispielsweise ein Eisenmaterial), und ein Montagegewindeabschnitt 21 mit einem Außendurchmesser von nicht mehr als 8 mm ist an der Außenumfangsfläche des Installationsteils 2 ausgebildet. Die Glühkerze 1 ist in jede der Öffnungen in den Zylinderkopf eingesetzt und durch Einschrauben des Gewindes (der Montagegewindeabschnitt des Motors), das in der Öffnung ausgebildet ist und des Montagegewindeabschnitts 21 mit einem Befestigungsmutterabschnitt 21a ist sie entfernbar an dem Zylinderkopf montiert.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Installationsteil 2 aus Kohlenstoffstahl (wie beispielsweise der japanische Industriestandard JIS S45C) zusammengesetzt mit einer Vickershärte von nicht weniger als 200 Hv. Nachdem die Außen- und Innenflächen des Installationsteils 2 durch Kaltschmieden gebildet sind, wird der Montagegewindeabschnitt 21 durch Schneiden oder dergleichen ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Außendurchmesser des Montagegewindeabschnitts auch 8 mm mit der Gewindesteigung 1 mm, d. h. eine Schraubengröße von M8 × 1, wie in JIS (japanischer Industriestandard) spezifiziert ist.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat der Abschnitt (der nachfolgend als der untere Schraubkörperabschnitt bezeichnet wird) des Installationsteils 2, der näher dem ersten Ende 2a von dem Montagegewindeabschnitt 21 liegt, eine zylindrische Form. Die Dicke t und der Außendurchmesser D des unteren Schraubenkörperabschnitts sind so eingerichtet, dass das Verhältnis t/D gleich 0,12 bis 0,20 beträgt. Insbesondere kann der Außendurchmesser D des unteren Schraubenkörperabschnitts einen Durchmesser von 6,4 bis 6,6 mm haben und die Dicke t kann 0,8 bis 1,3 mm betragen.

Eine zylindrische Röhre (Heizröhre) 3 ist in der inneren Öffnung 22 des Installationsteils 2 enthalten. Die Röhre 3 hat die Form eines länglichen mit einem Boden versehenen Zylinders mit einem ersten Ende 3a, das geschlossen ist, und einem zweiten Ende 3b, das offen ist, und ist aus einem leitenden Material zusammengesetzt mit einer hohen Wärmebeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit (wie beispielsweise Edelstahl). Des Weiteren ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Röhre 3 durch Reduzieren ihres Außendurchmessers durch Gesenkschmieden in der Form eines abgestuften Zylinders ausgebildet mit einem kleindurchmessrigen Abschnitt 31 an dem ersten Ende 3a und einem großdurchmessrigen Abschnitt 32 an dem zweiten Ende 3b.

Die Röhre 3 ist starr an dem Installationsteil 2 gehalten durch Einpressen des zweiten Endes 3b in das Installationsteil 2 mit dem ersten Ende 3a vorstehend von dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2. Das erste Ende 3a der Röhre 3 ist der Brennkammer des Motors ausgesetzt, wenn die Glühkerze 1 an dem Zylinderkopf montiert ist.

Die Röhre 3 und das Installationsteil 2 sind miteinander gekoppelt durch Einpressen, so dass der Abschnitt der Röhre 3, der in das Installationsteil 2 eingesetzt ist, einen Einpressabschnitt K bildet, bei dem die Röhre 3 und das Installationsteil 2 sich in Kontakt miteinander befinden mit einem vorgegebenen Flächendruck. Dieser Einpressabschnitt K befindet sich bei einer Position näher dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2 von dem Montagegewindeabschnitt 21 des Installationsteils 2. Der Abstand L zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21 beträgt auch nicht mehr als 50 mm.

Eine erste und zweite Widerstandseinrichtung (Wärmeerzeugungselemente gemäß dieser Erfindung) 4, 5 in einer Spiralform, die geeignet sind, um erwärmt zu werden bei der Erregung, sind entlang der Längsachse der Röhre 3 in dem Inneren der Röhre 3 nahe dem ersten Ende 3a angeordnet. Die erste Widerstandseinrichtung 4 ist in die Röhre 3 bei einer Position näher an dem ersten Ende (geschlossener Abschnitt) 3a eingebaut und die zweite Widerstandseinrichtung 5 ist in die Röhre 3 bei einer Position näher dem zweiten Ende (offener Abschnitt) 3b als die erste Widerstandseinrichtung 4 eingebaut.

Das erste Ende 4a der ersten Widerstandseinrichtung 4 ist elektrisch verbunden durch Schweißen mit dem ersten Ende 3a der Röhre 3 und das zweite Ende 4b der ersten Widerstandseinrichtung 4 ist elektrisch verbunden durch Schweißen mit dem ersten Ende 5a der zweiten Widerstandseinrichtung 5. Die Widerstandseinrichtungen 5 und 4 sind somit in Reihe miteinander verbunden.

Die erste Widerstandseinrichtung 4 ist zusammengesetzt aus einem ersten leitenden Material (wie beispielsweise einer Eisenchromlegierung oder eine Nickelchromlegierung) mit einem kleinen Widerstandsänderungsverhältnis (das Verhältnis des Widerstandswerts bei 1000°C gegenüber dem Widerstandswert bei 20°C) in etwa bei einer Einheit zwischen 1000°C (die Temperatur der ersten Widerstandseinrichtung 4 der Glühkerze beim Vorglühen) und der Raumtemperatur (20°C).

Die zweite Widerstandseinrichtung 5 ist andererseits aus einem zweiten leitenden Material zusammengesetzt (wie beispielsweise Nickel, einem Stahl mit niedrigem Kohlenstoffanteil oder einer Kobalteisenlegierung) mit einem Widerstandsänderungsverhältnis von etwa 5 bis 14. Der Temperaturkoeffizient des Widerstands ist definiert als die Neigung der Kurve auf einem Verlauf, wobei die Temperatur entlang der Abszisse aufgetragen ist und der Widerstandswert entlang der Ordinate aufgetragen ist. Somit hat das zweite leitende Material einen größeren positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands als das erste leitende Material.

Ein stangenartiger Mittelschaft 6, der aus einem geschnittenen und kaltgeschmiedeten Kohlenstoffstahl zusammengesetzt ist, ist in der inneren Öffnung 22 des Installationsteils 2 untergebracht. Das erste Ende 6a des Mittelschafts 6 ist elektrisch verbunden durch Schweißen mit dem zweiten Ende 5b der zweiten Widerstandseinrichtung 5 in der Röhre 3 und das zweite Ende 6b des Mittelschafts 6 steht in die Innenöffnung 22 des Installationsteils 2 hinein vor von dem zweiten Ende 3b der Röhre 3. Der Mittelschaft 6 ist zusammengesetzt aus einem Kohlenstoffstahlmaterial (wie beispielsweise JIS S45C) mit einer Materialfestigkeit von nicht weniger als 200 Hv Vickershärte.

Bei der Röhre 3 sind elektrische Isolationselemente 7, 8 in den Spalt zwischen den Widerstandseinrichtungen 4, 5 und das erste Ende 6a des Mittelschafts 6 und der Röhre 3 eingefüllt. Infolgedessen sind das erste Ende 6a des Mittelschafts 6 und die Widerstandseinrichtungen 4, 5, die in den elektrischen Isolationselementen 7, 8 eingebettet sind, isoliert gehalten bezüglich den anderen Abschnitten als dem ersten Ende (geschlossener Abschnitt) 3a der Röhre 3.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weisen die Isolationselemente 7, 8 ein Isolationspulver 7 aus einem wärmebeständigen Isolationsmaterial (wie beispielsweise Magnesium) auf, das in den Spalt zwischen den Widerstandseinrichtungen 4, 5 und der Röhre 3 und den Spalt zwischen dem größeren Abschnitt des ersten Endes 6a des Mittelschafts 6 und der Röhre 3 eingefüllt ist, und ein Dichtungselement 8 aus einem isolierenden Flüssigsilikon zum Abdichten des isolierenden Pulvers 7, das in den Spalt zwischen dem Mittelschaft 6 und der Röhre 3 bei dem zweiten Ende (offener Abschnitt) 3b der Röhre 3 eingefüllt ist.

Bei diesem Ausführungsbeispiel bilden die Röhre 3, die den Körper definiert, die Widerstandseinrichtungen 4, 5, die in der Röhre 3 untergebracht sind, und die elektrischen Isolationselemente 7, 8, die zwischen den Widerstandseinrichtungen 4, 5 und der Röhre 3 zum Isolieren der Widerstandseinrichtungen 4, 5 und der Röhre 3 eingefüllt sind, eine feste zylindrische umhüllte Heizeinrichtung 9 (bei diesem Beispiel abgestuft und fest zylindrisch). Diese umhüllte Heizeinrichtung 9 ist elektrisch verbunden mit dem Mittelschaft 6 und in dem Installationsteil 2 gehalten.

Das zweite Ende 6b des Mittelschafts 6 steht von dem zweiten Ende 2b des Installationsteils 2 vor und das zweite Ende 6b des Mittelschafts 6 ist mit einem Anschlussgewindeabschnitt 61 ausgebildet, um mit einem (nicht gezeigten) externen Drahtelement verschraubt zu werden, das eine elektrische Verbindung herstellt mit einer (nicht gezeigten) Stromzufuhr. Der Anschlussgewindeabschnitt 61 ist im Allgemeinen nach den Normen des externen Drahtelements hergestellt und hat normalerweise einen Außendurchmesser von 4 mm (M4) oder 5 mm (M5).

Der Anschlussgewindeabschnitt 61 ist mit einer Mutter 12 über einen O-Ring befestigt, der als ein Dichtungselement eines isolierenden elastischen Materials dient, wie beispielsweise Gummi und eine Buchse 11 eines isolierenden Kunstharzes. Auf diese Weise ist das zweite Ende 6b des Mittelschafts 6 isolierend befestigt an dem zweite Ende 2b des Installationsteils 2. Der O-Ring 10 dichtet auch den Spalt zwischen dem Mittelschaft 6 und dem Installationsteil 2.

Zusätzlich zu der vorstehend erwähnten Struktur hat die Glühkerze 1 die folgenden strukturellen Merkmale. Zunächst ist bei diesem Beispiel das zweite Ende 3b, d. h. der großdurchmessrige Abschnitt 32 der Röhre 3 fixiert durch Einpressen in das Installationsteil 2. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich der Einpressabschnitt K der Röhre 3 und des Installationsteils 2 (der Abschnitt, bei dem die beiden Komponenten 2, 3 sich in Kontakt miteinander befinden bei einem vorgegebenen Flächendruck) gleichzeitig bei einer Position näher dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2 von dem Montagegewindeabschnitt 21, so dass der Einpressabschnitt K und der Montagegewindeabschnitt 21 nicht übereinander gelagert sind.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist der zweite Endabschnitt 3b der Röhre 3 auch von der Position des Einpressabschnitts K versetzt. Zu diesem Zweck ist die Dicke des zweiten Endes 3b der Röhre 23 kleiner hergestellt gegenüber der Dicke des Einpressabschnitts K der Röhre 3 (großdurchmessriger Abschnitt 32) durch Bearbeiten der äußeren Randfläche des zweiten Endabschnitts 3b der Röhre 3, so dass der zweite Endabschnitt 3b der Röhre 3 außer Kontakt mit der Innenfläche des Installationsteils 2 gehalten wird.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts der Röhre 3 näher dem zweiten Endabschnitt 3b (offener Abschnitt) und des Randabschnitts der Röhre 3 in Fig. 1. Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Dichtungselement 8 in den Spalt zwischen dem Mittelschaft 6 und der Röhre 3 bei dem zweiten Endabschnitt 3b der Röhre 3 eingefüllt. Der zweite Endabschnitt 3b der Röhre 3 ist der Abschnitt, der am wahrscheinlichsten einem Durchschlag oder einem Kurzschluss mit der Röhre 3 ausgesetzt ist.

Bei der Betrachtung dieses Ausführungsbeispiels ist die Spaltgröße G zwischen dem Innendurchmesser der Röhre 3 und dem Außendurchmesser D2 des Mittelschafts 6, die in Fig. 5 gezeigt sind, in dem Bereich von 0,2 mm bis 0,8 mm einschließlich eingerichtet bei dem zweiten Endabschnitt der Röhre 3.

Durch Einrichten der Spaltgröße G in dem vorstehend beschriebenen Bereich kann eine ausreichende Isolationsstrecke geeignet gewährleistet werden zwischen dem Mittelschaft 6 und der Innenfläche der Röhre 3 bei dem Ende (der zweite Endabschnitt 3b) der Röhre 3 beim Halten des reduzierten Durchmessers der Glühkerze 1 mit dem Montagegewindeabschnitt 21 mit einem Außendurchmesser von nicht mehr als 8 mm.

Nun wird ein Verfahren zum Herstellen der Glühkerze 1 beschrieben. Zunächst sind die verbundenen Widerstandseinrichtungen 4, 5 und der Mittelschaft 6, die durch Schweißen miteinander verbunden sind, etc. in die Röhre 3 eingesetzt und die erste Widerstandseinrichtung 4 und das erste Ende 3a der Röhre 3 werden miteinander verschweißt. Dann wird das Isolationspulver 7 in die Röhre 3 eingefüllt, danach wird das Dichtungselement 8 eingespritzt.

Bei dem nächsten Schritt wird die Röhre 3 geschmiedet oder gestaucht, um einen abgestuften Zylinder zu bilden mit einem kleindurchmessrigen Abschnitt 31 und einem großdurchmessrigen Abschnitt 32. Auf diese Weise werden die elektrischen Isolationselemente 7, 8 in der Röhre 3 stark verdichtet, so dass die Widerstandseinrichtungen 4, 5 und der Mittelschaft 6 isolierend gehalten werden durch die elektrischen Isolationselemente 7, 8. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird nach dem Schmieden die äußere Umfangsfläche des zweiten Endes 3b der Röhre 3 bearbeitet, um dadurch die Dicke T der Röhre im Vergleich mit der Dicke des Einpressabschnitts K der Röhre 3 zu verringern.

Die Spaltgröße G kann eingestellt werden durch Einstellen der Dicke der Röhre 3, des Außendurchmessers D1 des großdurchmessrigen Abschnitts 32, des Außendurchmessers D2 des Mittelschafts 6 etc. vor dem Schmieden oder andererseits durch Einstellen des Schmiededrucks. Auf diese Weise kann die gewünschte Spaltgröße G erhalten werden.

Bei der vorstehend beschriebenen Weise wird die umhüllte Heizeinrichtung 9 vollendet, die mit dem Mittelschaft 6 verbunden ist. Die umhüllte Heizeinrichtung 9 und der Mittelschaft 6 werden in das Installationsteil 2 eingesetzt und die Röhre 3 und das Installationsteil 2 werden aneinander befestigt durch Pressen oder Löten. Bei diesem Beispiel wird ein Koppeln durch Einpressen eingesetzt, wodurch das Installationsteil 2 hauptsächlich verformt wird und die Elemente 2, 3 in festem Kontakt miteinander gehalten werden können bei einem vorgegebenen Flächendruck bei dem Einpressabschnitt.

Dann werden das Dichtungselement 10 und die Buchse 11 angeordnet indem sie von dem zweiten Ende 6b des Mittelschafts 6 aufgesetzt werden. Die Mutter 12 wird an dem Anschlussgewindeabschnitt 61 befestigt, wodurch die in Fig. 1 gezeigte Glühkerze vervollständigt wird. Diese Glühkerze 1, wie sie vorstehend beschrieben ist, wird in die Öffnung des Zylinderkopfs über den Montagegewindeabschnitt 21 montiert durch Einschrauben.

Mit der in der Öffnung des Zylinderkopfs montierten Glühkerze wird das externe Verdrahtungselement, das mit der Stromzufuhr elektrisch verbunden ist, an dem Anschlussgewindeabschnitt 61 montiert durch Befestigen einer (nicht gezeigten) Anschlussmutter. Infolgedessen kann Strom von der Stromzufuhr zugeführt werden über das externe Verdrahtungselement und den Mittelschaft 6 zu den Widerstandseinrichtungen 4, 5.

Bei der Glühkerze 1 kann ein großer Strom zu der ersten Widerstandseinrichtung 4 sofort nach der Erregung zugeführt werden. Somit wird die erste Widerstandseinrichtung 4 erwärmt und nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeit erhöht der Temperaturanstieg der zweiten Widerstandseinrichtung 5 den Widerstandswert der zweiten Widerstandseinrichtung 5. Die zu der ersten Widerstandseinrichtung 4 zugeführte Leistung wird somit reduziert, wodurch es möglich wird, das Lösen der Verbindung zu verhindern, das andererseits durch Überhitzen der ersten Widerstandseinrichtung 4 verursacht werden würde. Auf diese Weise wird die Kraftstoffeinspritzung und die Verbrennung beim Start des Motors gefördert.

Gemäß diesen Ausführungsbeispiel mit der Glühkerze 1 mit dem Montagegewindeabschnitt 21 des Installationsteils 2 mit einem kleineren Außendurchmesser von nicht mehr als 8 mm befindet sich der Einpressabschnitt K der Röhre 3 und das Installationsteil 2 bei einer Position des Installationsteils 2 näher dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2 von dem Montagegewindeabschnitt 21, so dass der Einpressabschnitt K und der Montagegewindeabschnitt 21 nicht übereinander überlagert sind. Deshalb wird eine Verformung des Montagegewindeabschnitts 21 des Installationsteils 2 durch die Kraft verhindert, die zum Einpressen der Röhre 3 ausgeübt wird.

Das Verhindern der Verformung des Montagegewindeabschnitts 21 kann die Unebenheit der Schraubengröße des Montagegewindeabschnitts 21 unterdrücken durch Gewährleisten eines konstanten Werts. Somit wird ein Bedarf beseitigt zum Korrigieren eines Montagegewindeabschnitts mit einer Gewindenachschneideeinrichtung oder dergleichen nach dem Koppeln durch Einpressen, wodurch die Produktivität verbessert ist.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Abstand L (siehe Fig. 2) zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21 des Installationsteils 2 auch so eingerichtet, dass er nicht mehr als 50 mm beträgt. Des Weiteren wird die Vickershärte des unteren Schraubenkörperabschnitts des Installationsteils 2 bei nicht weniger als 200 Hv gehalten durch Herstellen des Installationsteils 2 aus einem Kohlenstoffstahl mit nicht weniger als 200 Hv Vickershärte. Darüber hinaus ist das Verhältnis t/D zwischen der Dicke t und dem Außendurchmesser D des unteren Schraubenkörperabschnitts des Installationsteils bei 0,12 bis 0,20 eingerichtet. Der Grund für den Einsatz dieser Figuren wird nachfolgend beschrieben.

Der Abschnitt des Installationsteils 2 in Übereinstimmung mit dem Einpressabschnitt K hat die darin eingefüllte Röhre 3 (umhüllte Heizeinrichtung 9) und ist massiv, während der Abschnitt des Installationsteils 2 zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21 im Wesentlichen hohl ist aufgrund des Spalts zwischen dem Mittelschaft 6 und dem Installationsteil 2. Deshalb hat der Abschnitt des Installationsteils 2 zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21 einen niedrigere Festigkeit als der Abschnitt des Installationsteils 2 in Übereinstimmung mit dem Einpressabschnitt K.

Infolgedessen ist die Leichtigkeit um so größer, mit der der Abschnitt des Installationsteils 2 zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21 verformt werden kann, d. h. verzogen werden kann, wobei dessen Außendurchmesser (in Übereinstimmung mit dem Außendurchmesser D des unteren Schraubenkörperabschnitts) durch das Befestigungsdrehmoment zum Einschrauben des Installationsteils 2 in den Motor durch den Montagegewindeabschnitt 21 erweitert wird, je größer der Abstand L zwischen dem Montagegewindeabschnitt 21 und dem Einpressabschnitt K ist.

Angesichts dessen hat der Erfinder das Verziehen des Installationsteils 2 studiert unter Verwendung einer Versuchseinrichtung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist. Bei dieser Versuchseinrichtung kann die Glühkerze 1 bei derselben Situation eingeschraubt werden, wie wenn sie an einem tatsächlichen Fahrzeug montiert wäre, d. h. die Glühkerze 1 kann in die Öffnung des Zylinderkopfs eingeschraubt werden. Insbesondere umfasst diese Versuchseinrichtung eine Fixierschablone 202 mit einer Öffnung 200 und eine Gewindeöffnung 201. Die Öffnungen 200, 201 entsprechen der Öffnung, die in dem Montagegewindeabschnitt des Motorkopfs ausgebildet sind.

Ein Verzugstest wird durchgeführt unter Verwendung dieser Versuchseinrichtung auf folgende Weise. Insbesondere wird die Glühkerze 1 in die Öffnungen 200, 201 der Versuchseinrichtung eingesetzt und durch eine Mutter 21a mit einem Befestigungsdrehmoment befestigt, das zum Montieren an dem Motor empfohlen wird, bis der konische Abschnitt 203 bei der Kante der Öffnung 200 in Kontakt tritt mit dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2, wodurch der Montagegewindeabschnitt 21 und die Gewindeöffnung 201 miteinander verschraubt werden. Bei diesem Prozess wird der Verzugsbetrag (d. h. der durch den Verzug erweiterte Außendurchmesser D, der geringer als der Anfangsaußendurchmesser D ist) ermittelt für den Abschnitt des Installationsteils 2 zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21.

Wenn der Verzug auftritt, würde eine Erhöhung des Außendurchmessers des Abschnitts des Installationsteils 2 zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21 über den Minimaldurchmesser hinaus (Bodendurchmesser) des Montagegewindeabschnitts auf der Motorseite falls vorhanden veranlassen, dass sich der Verzugsabschnitt des Installationsteils und der Montagegewindeabschnitt auf der Motorseite miteinander stören und dies erschwert das Entfernen der Glühkerze 1 von dem Motor.

Insbesondere wenn die Schraubengröße des Montagegewindeabschnitts 21 der Glühkerze nicht mehr als M8 beträgt und der Durchmesser des Abschnitts des Installationsteils 2 zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21 sich um mehr als 0,3 mm erhöht aufgrund des Verzugs, wird das Entfernen der Glühkerze 1 schwierig. Wenn der Montagegewindeabschnitt 21 der Glühkerze 1 gleich M8 ist und der Außendurchmesser D des unteren Schraubenkörperabschnitts des Installationsteils 2 einen Durchmesser von 6,6 mm beispielsweise hat, ist der Minimaldurchmesser des Montagegewindeabschnitts des Motors gleich 6,917 mm und deshalb muss der Verzugsbetrag auf 0,3 mm oder weniger beschränkt werden mit dem empfohlenen Befestigungsdrehmoment zum Montieren der Glühkerze 1 an dem Motor.

Die Glühkerze 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel wurde einem Verzugstest ausgesetzt unter Verwendung der vorstehend erwähnten Versuchseinrichtung, um den Verzugsbetrag zu ermitteln durch Ändern der Parameter einschließlich des Abstands L zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21 des Installationsteils 2, der Vickershärte des unteren Schraubenkörperabschnitts und des Verhältnisses t/D, und dadurch konnte der Bereich der Parameter ermittelt werden, bei dem der Verzugsbetrag auf 0,3 mm oder weniger unterdrückt werden kann. Übrigens beträgt das empfohlene Befestigungsdrehmoment für die Schraubengröße M8 des Montagegewindeabschnitts 21 gleich 13 Nm maximal.

Die Vickershärte des unteren Schraubenkörperabschnitts wurde geändert durch Ändern des Materials (wie beispielsweise Kohlenstoffstahl), das das Installationsteil bildet. Die Dicke t des unteren Schraubenkörperabschnitts des Installationsteils 2 wurde eingesetzt für das Verhältnis t/D angesichts der Tatsache, dass der Außendurchmesser D des unteren Schraubenkörperabschnitts das Installationsteil 2 spezifiziert ist auf den Bereich vom Durchmesser 6,4 mm bis Durchmesser 6,5 mm auf der Grundlage der Größe M8 des Montagegewindeabschnitts 21.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm des Ergebnisses der Studie des Verzugsbetrags bei dem Versuchstest von der Beziehung zwischen der Vickershärte (die Härte in Hv des unteren Schraubkörperabschnitts) und der Dicke t (mm) des unteren Schraubkörperabschnitts unter der Annahme, dass das Befestigungsdrehmoment gleich 13 Nm beträgt, der Außendurchmesser D des unteren Schraubkörperabschnitts gleich Durchmesser 6,6 mm und der Abstand L gleich 20 mm beträgt. In Fig. 3 repräsentieren weiße Kreise den Verzugsbetrag von 0 oder weniger als 0,05 mm, weiße Dreiecke repräsentieren den Verzugsbetrag von 0,05 mm bis 0,3 mm und Kreuze repräsentieren den Verzugsbetrag von größer als 0,3 mm.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wenn der Verzugsbetrag, der aus dem empfohlenen Anzugsdrehmoment (13 Nm maximal) folgt, nicht mehr als 0,3 mm beträgt, beträgt die Dicke t des unteren Schraubkörperabschnitts vorzugsweise nicht weniger als 0,8 mm und die Vickershärte des unteren Schraubkörperabschnitts beträgt natürlich vorzugsweise nicht weniger als 200 Hv angesichts der Tatsache, dass das Material des Installationsteils 2 Kohlenstoffstahl ist. Insbesondere beträgt die Vickershärte des unteren Schraubkörperabschnitts 250 Hv oder mehr.

Angesichts der Tatsache, dass das Installationsteil 2 und die Röhre 3 auch gekoppelt werden durch eine sehr produktive Einpresseinrichtung und dass der Mittelschaft 6 mit dem Anschlussgewindeabschnitt 61 mit einem Außendurchmesser von 4 mm oder mehr in dem Installationsteil 2 angeordnet ist, muss der Innendurchmesser des Installationsteils 2 nicht weniger als 4 mm betragen, was wiederum erfordert, dass die Dicke t des unteren Schraubkörperabschnitts des Installationsteils 2 zumindest 1,3 mm oder weniger beträgt.

Wie vorstehend beschrieben ist, angesichts des Installationsteils 2 mit einem reduzierten Durchmesser mit dem Montagegewindeabschnitt 21 der Schraubengröße M8 kann der Unterbringungsraum gewährleistet werden in dem Installationsteil 2, während es gleichzeitig ermöglicht wird, den Verzug zu unterdrücken durch Einrichten des Außendurchmessers D des zylindrischen unteren Schraubkörperabschnitts in dem Bereich von 6,4 bis 6,6 mm und der Dicke t in dem Bereich von 0,8 bis 1,3 mm. Das Verhältnis t/D, das ermittelt werden kann aus dieser Figur, beträgt zum Erfüllen einer äquivalenten Wirkung ungefähr 0,12 bis 0,20.

Fig. 4 zeigt ein Diagramm des Ergebnisses der Studie des Verzugsbetrags bei dem Verzugstest von der Beziehung zwischen dem Abstand L (mm) und der Dicke t (mm) des unteren Schraubkörperabschnitts, wenn das Befestigungsdrehmoment 13 Nm beträgt, der Außendurchmesser D des unteren Schraubkörperabschnitts gleich 6,6 mm und die Vickershärte des unteren Schraubkörperabschnitts 200 Hv. In Fig. 4 haben die weißen Kreise, die weißen Dreiecke und die Kreuze dieselbe Bedeutung wie in Fig. 3.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, beträgt der Abstand L vorzugsweise nicht mehr als 50 mm, wenn der durch das empfohlene Befestigungsdrehmoment erzeugte Verzugsbetrag (13 Nm) nicht mehr als 0,3 mm beträgt.

Die vorangegangene Beschreibung bezieht sich auf die Gründe, warum der Abstand L auf nicht mehr als 50 mm eingerichtet ist, die Vickershärte des unteren Schraubkörperabschnitts auf 200 Hv oder höher eingerichtet ist und das Verhältnis t/D für den unteren Schraubkörperabschnitt in dem Bereich von 0,12 bis 0,20 eingerichtet ist.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel für die Glühkerze 1 mit dem Montagegewindeabschnitt 21 des Installationsteils 2 mit einem Außendurchmesser von nicht mehr als 8 mm kann der. Verzug des Abschnitts des Installationsteils 2 zwischen dem Einpressabschnitt K und dem Montagegewindeabschnitt 21 geeignet unterdrückt werden durch Einrichten der Vickershärte des unteren Schraubkörperabschnitts auf nicht weniger als 200 Hv und der Abstand L auf nicht mehr als 50 mm.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel für die Glühkerze 1 mit dem Montagegewindeabschnitt 12 des Installationsteils 2 mit einem kleinen Außendurchmesser von 8 mm kann der vorstehend beschriebene Verzug auch unterdrückt werden und der Unterbringungsraum für den Mittelschaft 6 oder dergleichen kann geeignet gewährleistet werden durch Einrichten des Verhältnisses t/D für den unteren Schraubkörperabschnitt in dem Bereich von 0,12 bis 0,20 oder insbesondere durch Einrichten des Außendurchmessers D des unteren Schraubkörperabschnitts in dem Bereich 6,4 mm bis 6,6 mm und die Dicke t in dem Bereich von 0,8 mm bis 1,3 mm.

Des Weiteren für die Glühkerze 1 mit dem Montagegewindeabschnitt 21 des Installationsteils 2 mit einem kleineren Außendurchmesser von 8 mm liegt der Innendurchmesser des unteren Schraubkörperabschnitts des Installationsteils 2 vorzugsweise in einem Bereich von 4 mm bis 4,8 mm angesichts der Tatsache, dass der Außendurchmesser D des unteren Schraubkörperabschnitts des Installationsteils 2 in dem Bereich von 6,4 mm bis 6,6 mm liegen muss, die Dicke t in dem Bereich von 0,8 mm bis 1,3 mm und der Innendurchmesser des Installationsteils 2 nicht weniger als 4 mm.

Der untere Schraubkörperabschnitt des Installationsteils 2 liegt auch dort, wo die Röhre 3 eingepresst ist. Deshalb beträgt der Außendurchmesser der Röhre 3 in Übereinstimmung mit dem Einpressabschnitt K (der Außendurchmesser des großdurchmessrigen Abschnitts 32) vorzugsweise zwischen 4 mm und 4,8 mm, wenn der Innendurchmesser des unteren Schraubkörperabschnitts des Installationsteils in dem Bereich von 4 mm bis 4,8 mm liegt.

Der Bereich von 0,2 mm bis 0,8 mm für die Spaltgröße G einschließlich wurde durch den Erfinder herausgefunden als das Ergebnis einer Experimentalstudie des Durchmessers und der Dicke des Installationsteils 2, der Röhre 3 und des Mittelschafts 6 der Glühkerze 1. Ein Beispiel des Ergebnisses der Studie wird nachfolgend beschrieben, das den Grund bildet zum Vorsehen des Bereichs der Spaltgröße G, wie vorstehend beschrieben ist, obwohl es nicht darauf beschränkt ist.

Zum Erhöhen der Spaltgröße 3 und Gewährleisten einer 5 ausreichenden Isolierung ist es notwendig, den Durchmesser des Mittelschafts 6 zu reduzieren, der isolierend in der Röhre 3 gehalten wird, oder den Durchmesser der Röhre 3 zu erhöhen.

Der Mittelschaft 6 muss eine ausreichende Festigkeit haben, um das Anzugsdrehmoment zum Einschrauben des Anschlussgewindeabschnitts (Schraubengröße M4 oder M5) 61 und des externen Verdrahtungselements aneinander auszuhalten. Dieses Befestigungsdrehmoment wird spezifiziert gemäß den Normen und beträgt beispielsweise 1,5 Nm maximal, wenn die Schraubengröße des Anschlussgewindeabschnitts 61 gleich M4 × 0,7 ist.

Zum Gewährleisten dieses Befestigungsdrehmoments ist die Reduktion der Größe des Mittelschafts 6 begrenzt und die Studie der vorliegenden Erfindung zeigt, dass der Außendurchmesser D2 des Mittelschafts 6 bei dem zweiten Ende 3b der Röhre 3 gleich 2,2 mm oder mehr haben muss, wenn der Mittelschaft 6 eine Materialfestigkeit von nicht weniger als 200 Hv Vickershärte hat. Wenn der Außendurchmesser D2 geringer als 2,2 mm ist, ist das Bruchdrehmoment des Mittelschafts 6 durch Befestigen unerwünscht kleiner als der Maximalwert (beispielsweise 1,5 Nm) des Befestigungsdrehmoments.

Mit der Glühkerze 1 mit dem Montagegewindeabschnitt 21 des Installationsteils 2 mit einem reduzierten Außendurchmesser von 8 mm oder weniger ist die Erhöhung des Durchmessers der Röhre 3 (der Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts 32 des Einpressabschnitts K bei dieser Betrachtung), die in das Installationsteil 2 eingesetzt ist, natürlich beschränkt. Der Grund hierfür ist die Tatsache, dass der Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts 32 im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Installationsteils 2 (dem Durchmesser der Innenöffnung 2) entspricht.

Da insbesondere der Montagegewindeabschnitt 21 auf nicht mehr als M8 beschränkt ist, beträgt der Außendurchmesser D des Installationsteils 2 beispielsweise höchstens 6,6 mm. Eine übermäßige Erhöhung des Außendurchmessers des großdurchmessrigen Abschnitts 32 würde übermäßig die Dicke des Installationsteils 2 (im Wesentlichen in Übereinstimmung mit dem Außendurchmesser D des Installationsteils 2 geringer als der Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts 32) reduzieren und das Installationsteil 2 kann sich erweitern entlang dem Durchmesser beim Einschrauben der Glühkerze 1 in den Motor.

Wenn ein Verzug auftritt, treten das Installationsteil und die Innenfläche des Öffnungsabschnitts des Motorkopfes in Kontakt miteinander bei dem Verzugsabschnitt und es wird unmöglich, die Glühkerze 1 aus dem Motorkopf zu entfernen. Deshalb wurde der Innendurchmesser des Installationsteils 2 (der Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts 32) so ermittelt, dass eine Dicke des Installationsteils 2 verwirklicht werden kann, die keinen Verzug ermöglicht.

Wenn die Schraubengröße des Montagegewindeabschnitts 21 beispielsweise M8 beträgt, beträgt das Befestigungsdrehmoment, das erzeugt wird beim Einschrauben der Glühkerze 1 in den Motorkopf, in etwa 13 Nm maximal. Normalerweise beträgt die Vickershärte des Installationsteils nicht weniger als 200 Hv und eine Studie des Installationsteils 2 mit dieser Materialfestigkeit zeigt, dass eine Erhöhung des Innendurchmessers des Installationsteils 2 um nicht mehr als 4,8 mm einen Verzug verursacht durch ein Drehmoment nicht mehr als das Befestigungsdrehmoment, das erzeugt wird beim Einschrauben der Glühkerze in den Motorkopf.

Deshalb darf der Innendurchmesser des Installationsteils 2, d. h. der Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts 32 nicht mehr als 4,8 mm betragen. Da der Anschlussgewindeabschnitt 61 des Mittelschafts 6 die Größe M4 oder M5 hat, darf der Innendurchmesser des Installationsteils 2, das den Mittelschaft 6 aufnimmt, nicht weniger als 4 mm betragen. Deshalb darf der Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts 32 auch nicht weniger als 4 mm betragen.

Die Größen der Teile der Glühkerze 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden folgendermaßen zusammengefasst, obwohl sie nicht darauf beschränkt ist. Insbesondere beträgt der Außendurchmesser des Montagegewindeabschnitts 21 des Installationsteils 2 nicht mehr als 8 mm (M8 × 1 bei diesem Beispiel), der Außendurchmesser D des unteren Schraubkörperabschnitts liegt in dem Bereich von 6,4 bis 6,6 mm, die Dicke t des unteren Schraubkörperabschnitts liegt in dem Bereich von 0,8 bis 1,3 mm, der Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts der Röhre 3 liegt in dem Bereich von 4 bis 4,8 mm (beispielsweise 4,3 mm), der Außendurchmesser D2 des Mittelschafts 6 bei dem zweiten Ende 3b der Röhre 3 beträgt nicht weniger als 2,2 mm (beispielsweise 2,6 mm) und der Außendurchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts 31 der Röhre 3 beträgt nicht mehr als 4,3 mm (beispielsweise 3,5 mm).

Der Abstand L beträgt auch nicht mehr als 50 mm (beispielsweise 20 mm), die Gesamtlänge des Installationsteils 2 von dem ersten Ende 2a zu dem zweiten Ende 2b beträgt 100 mm, die Länge des Vorsprungs der Röhre 3 (umhüllte Heizeinrichtung 9) von dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2 liegt in dem Bereich von 30 mm bis 40 mm und die maximale Länge der Röhre 3 (die Gesamtlänge der Glühkerze 1) von dem ersten Ende 3a zu dem zweiten Ende 6b des Mittelschafts 6 beträgt ungefähr 170 mm.

Mit einer herkömmlichen Glühkerze mit dem Montagegewindeabschnitt mit der Schraubengröße von M10 beträgt beispielsweise der Außendurchmesser des Montagegewindeabschnitts gleich M10 × 1,25, der Außendurchmesser D des unteren Schraubenkörperabschnitts beträgt 8,2 mm, die Dicke t des unteren Schraubenkörperabschnitts beträgt 1,5 mm, der Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts der Röhre beträgt 5 mm, der Außendurchmesser D2 des Mittelschafts bei dem zweiten Ende der Röhre beträgt 2,9 mm und der Außendurchmesser des kleindurchmessrigen Abschnitts der Röhre beträgt 3,5 mm. Die 1 Glühkerze gemäß diesem Ausführungsbeispiel, die die vorstehend beschriebenen Abmessungen einsetzt, hat im Gegensatz hierzu eine Struktur, dass die Verformung und der Verzug des Montagegewindeabschnitts 21 des Installationsteils 2 verhindert werden, selbst obwohl die Dicke des Montagegewindeabschnitts 21 auf nicht mehr als M8 reduziert ist.

Fig. 6 zeigt das Ergebnis der Versuche und Studie der Spaltgröße G, die durchgeführt wurden durch den Erfinder unter Berücksichtigung der vorstehend erwähnten Abmessungsbegrenzungen des Mittelschafts 6 und der Röhre 3. In anderen Worten zeigt Fig. 6 das Ergebnis der Studie, ob eine Verkürzung auftritt oder nicht für jede Spaltgröße G, die geändert wird durch Ändern der Dicke t (Röhrendicke; Fig. 5) bei dem zweiten Ende 3b der Röhre 3. In Fig. 6 deutet das schwarze Quadrat das Auftreten einer Verkürzung an und die weißen Quadrate deuten das Auftreten keiner Verkürzung an.

Wie bei diesem Ausführungsbeispiel vorstehend beschrieben ist, wird die Dicke t des zweiten Endes 3b der Röhre 3 reduziert im Vergleich mit der Dicke der Röhre 3 bei dem Einpressabschnitt K durch Bearbeiten oder einen ähnlichen Bearbeitungsprozess. Gleichzeitig wird der Außendurchmesser D1' des zweiten Endes 3b der Röhre mit der Dicke t auf ungefähr 0,2 mm reduziert im Vergleich mit dem Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts 32 des Einpressabschnitts K.

Gemäß der Studie, deren Ergebnis in Fig. 6 gezeigt ist, ist der Außendurchmesser D1 des großdurchmessrigen Abschnitts 32 auf 4,3 mm eingerichtet, der Außendurchmesser D1' des zweiten Endes 3b der Röhre 3 auf 4,1 mm und der Außendurchmesser D2 des Mittelschafts 6 bei dem zweiten Ende 3b der Röhre 3 auf 2,6 mm. Während diese Größen aufrechterhalten werden, wurde die Spaltgröße G geändert durch Ändern der Röhrendicke T. Das Verkürzen der Glühkerze 1 wurde ermittelt durch Laden eines Kondensators mit einer Spannung von 60 V Gleichspannung und plötzliches Erregen der Glühkerze 1 und Messen des Glühkerzenwiderstands von der Abgabewellenform mit einer Zeitkonstante, die erhalten wird durch Anlegen eines elektrischen Impulses.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, tritt keine Verkürzung auf zwischen dem Mittelschaft 6 und der Innenfläche der Röhre 3 bei dem zweiten Ende 3b, wenn die Spaltgröße G nicht geringer als 0,2 mm ist und nicht mehr als 0,8 mm. Ein Versuch zum Erhöhen der Spaltgröße G über 0,8 mm hinaus würde jedoch ungeeignet die Röhrendicke T übermäßig reduzieren und es unmöglich machen, die Festigkeit der Röhre 3 zu gewährleisten oder es notwendig machen, den Durchmesser des Mittelschafts 6 übermäßig zu vermindern oder den Außendurchmesser der Röhre 3 mehr als notwendig zu erhöhen.

Ein Beispiel des Grunds des Ergebnisses der Studie, warum der Bereich der Spaltgröße G wie vorstehend beschrieben eingesetzt wurde, ist vorstehend beschrieben. Zum Verwirklichen dieses Bereichs der Spaltgröße G beträgt die Röhrendicke T vorzugsweise nicht mehr als 0,75 mm. Die Röhrendicke T größer als 0,75 mm macht die Reduktion des Durchmessers des Mittelschafts 6 mehr als notwendig, um die Spaltgröße G zu gewährleisten und es ist deshalb nicht wünschenswert von dem Standpunkt des Aufrechterhaltens der Festigkeit des Mittelschafts 6.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel durch Einrichten der Spaltgröße G in dem Bereich von 0,2 bis 0,8 mm kann eine ausreichende Isolationsstrecke geeignet gewährleistet werden zwischen dem Mittelschaft 6 und der Innenfläche der Röhre 3 bei i dem zweiten Ende 3b der Röhre 3 der Glühkerze 1 mit dem Montagegewindeabschnitt 21, der in seinem Durchmesser auf M8 oder geringer reduziert ist, ohne Stören des Beeinflussens der Festigkeit oder der Funktion der Glühkerze im Vergleich mit dem Stand der Technik.

Bei dem anderen Abschnitt der Röhre 3 als dem zweiten Ende 3b kann eine ausreichende Isolierung gewährleistet werden durch Einfüllen des Isolationspulvers 7 mit einer höheren Isolationseigenschaft als das Dichtungselement 8 zwischen dem Mittelschaft 8 und der Röhre 3.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wie es in den Zeichnungen gezeigt ist, ist der Einpressabschnitt K der Röhre 3 und des Installationsteils 2 vorzugsweise bei einer derartigen Position eingerichtet, dass er nicht überlagert ist mit dem Montagegewindeabschnitt 21 des Installationsteils 2. Beim Einschrauben der Glühkerze 1 in den Motorkopf hinein durch den Montagegewindeabschnitt 21 wird infolgedessen die Schraubenanzugskraft nicht unmittelbar auf das zweite Ende 3b der Röhre 3 in dem Installationsteil 2 ausgeübt. Deshalb wird eine Verformung des zweiten Endes 3b der Röhre 3 verhindert und eine Änderung der Spaltgröße G (Isolationsabstand) verhindert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel befindet sich der Einpressabschnitt K bei einer Position näher dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2 von dem Montagegewindeabschnitt 1, so dass der Einpressabschnitt K und der Montagegewindeabschnitt 21 nicht miteinander überlagert sind. Als eine Alternative kann das Einpressen K sich bei einer Position näher dem zweiten Ende 2b des Installationsteils 2 von dem Montagegewindeabschnitt 21 mit der gleichen Wirkung befinden.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird die Verformung des Montagegewindeabschnitts 21 jedoch nicht verhindert beim Einpressen indem sich der Einpressabschnitt K bei einer Position näher dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2 von dem Montagegewindeabschnitt 21 befindet. Wenn der Montagegewindeabschnitt 21 verformt wird, ändert sich jedoch die Schraubengröße oder der Montagegewindeabschnitt 21 muss korrigiert werden mit der Gewindenachschneideeinrichtung nach dem Einpressen und deshalb würde die Produktivität störend beeinflusst. Aus diesem Grund befindet sich der Einpressabschnitt K vorzugsweise bei der vorstehend beschriebenen Position.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist, wie in den Zeichnungen gezeigt ist, das zweite Ende 3b der Röhre 3 vorzugsweise des Weiteren bei einer von dem Einpressabschnitt K versetzten Position eingerichtet. Durch diese Vorgehensweise wird eine Verformung des zweiten Endes 3b der Röhre 3 verhindert durch die Kraft des Einpressens und der Isolationsabstand (Spaltgröße G) zwischen dem Mittelschaft und der Innenfläche der Röhre bei dem Röhrenende wird von der Änderung abgehalten.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die spezifischen ausgewählten Ausführungsbeispiele beschrieben ist zum Zweck der Darstellung, sollte es ersichtlich sein, dass zahlreiche Abwandlungen durch den Fachmann durchgeführt werden können ohne von dem Grundkonzept und Umfang der Erfindung abzuweichen.

Eine Glühkerze ist offenbart, bei der der Einpressabschnitt K zum Halten einer Röhre 3 und eines Installationsteils 2 in Kontakt miteinander bei einem Flächendruck sich bei einer Position des Installationsteils 2 näher dem ersten Ende 2a des Installationsteils 2 von dem Montagegewindeabschnitt 21 befindet, so dass der Einpressabschnitt K und der Montagegewindeabschnitt 21 sich bei Positionen befinden, die nicht miteinander überlagert sind. Infolgedessen wird die Verformung des Montagegewindeabschnitts des Installationsteils verhindert durch Einpressen der Röhre. Eine Spaltgröße G zwischen dem Innendurchmesser der Röhre 3 und dem Außendurchmesser eines Mittelschafts 6 bei einem zweiten Ende 3b der Röhre 3, das ein Ende der Röhre bildet, ist in dem Bereich von 0,2 bis 0,8 mm einschließlich eingerichtet. Somit ist eine ausreichende Isolierung gewährleistet zwischen dem Mittelschaft und der Innenfläche der Röhre bei dem Ende der Röhre.

Claims (12)

1. Glühkerze mit:
einem zylindrischen Installationsteil (2);
einem Montagegewindeabschnitt (21) mit einem Außendurchmesser von nicht mehr als 8 mm, der an der Außenumfangsfläche des Installationsteils für die Montage an dem Motor ausgebildet ist;
einer zylindrischen Röhre (3), die an dem Installationsteil gehalten wird durch Einpressen eines zweiten Endes (3b) in das Installationsteil hinein, wobei ein erstes Ende (3a) von einem ersten Ende (2a) des Installationsteils hervorsteht;
Wärmeerzeugungselementen (4, 5), die in dem Abschnitt der Röhre näher dem ersten Ende (3a) untergebracht sind zum Erzeugen von Wärme bei der Erregung; und
einem stangenartigen Mittelschaft (6) mit einem ersten Ende (3a), das elektrisch verbunden ist mit den Wärmeerzeugungselementen in der Röhre, und wobei ein zweites Ende (6b) in das Installationsteil hinein vorsteht von dem zweiten Ende (3b) der Röhre;
wobei ein Einpressabschnitt (K) zum Halten der Röhre und des Installationsteils in Kontakt miteinander bei einem vorgegebenen Flächendruck sich bei einer Position näher dem ersten Ende (2a) des Installationsteils von dem Montagegewindeabschnitt des Installationsteils befindet.

2. Glühkerze nach Anspruch 1, wobei der Abstand (L) zwischen dem Einpressabschnitt (K) und dem Montagegewindeabschnitt (21) des Installationsteils (2) nicht mehr als 50 mm beträgt.

3. Glühkerze nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Abschnitt des Installationsteils (2) näher dem ersten Ende (2a) von dem Montagegewindeabschnitt (21) des Installationsteils (2) eine Vickershärte von nicht weniger als 200 Hv hat.

4. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Aussendurchmesser des Montagegewindeabschnitts (21) gleich 8 mm beträgt, der Abschnitt des Installationsteils (2) näher dem ersten Ende (2a) von dem Montagegewindeabschnitt (21) eine zylindrische Form hat und das Verhältnis (t/D) zwischen der Dicke (t) des zylindrischen Abschnitts und dem Außendurchmesser D desselben Abschnitts in dem Bereich von 0,12 bis 0,20 liegt.

5. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Außendurchmesser des Montagegewindeabschnitts (21) gleich 8 mm beträgt, der Abschnitt des Installationsteils (2) näher dem ersten Ende (2a) von dem Montagegewindeabschnitt (21) eine zylindrische Form hat und der zylindrische Abschnitt einen Außendurchmesser (D) in dem Bereich von 6,4 bis 6,6 mm hat und eine Dicke (t) in dem Bereich von 0,8 bis 1,3 mm.

6. Glühkerze nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Außendurchmesser der Röhre (3) bei dem Einpressabschnitt (K) nicht weniger als 4 mm Durchmesser hat und nicht mehr als 4,8 mm.

7. Glühkerze mit:
einem zylindrischen Installationsteil (2);
einem Montagegewindeabschnitt (21) mit einem Außendurchmesser von nicht mehr als 8 mm, der an der Außenumfangsfläche des Installationsteils für die Montage an dem Motor ausgebildet ist;
einer zylindrischen Röhre (3), die an dem Installationsteil gehalten wird, wobei das erste Ende (3a) von dem ersten Ende (2a) des Installationsteils vorsteht und das zweite Ende (3b) in das Installationsteil eingesetzt ist;
Wärmeerzeugungselementen (4, 5), die in dem Abschnitt der Röhre näher dem ersten Ende (3a) zum Erzeugen von Wärme bei der Erregung untergebracht sind;
einem stangenartigen Mittelschaft (6) mit einem ersten Ende (6a), das elektrisch verbunden ist mit den Wärmeerzeugungselementen in der Röhre, und einem zweiten Ende (6b), das in das Installationsteil hinein vorsteht von dem zweiten Ende (3b) der Röhre; und
elektrischen Isolationselementen (7, 8), die in den Spalt zwischen den Wärmeerzeugungselementen, dem Mittelschaft und der Röhre in der Röhre eingefüllt sind;
wobei die Spaltgröße (G) zwischen dem Innendurchmesser der Röhre und dem Außendurchmesser des Mittelschafts bei dem zweiten Ende der Röhre nicht weniger als 0,2 mm und nicht mehr als 0,8 mm beträgt.

8. Glühkerze nach Anspruch 7, wobei die Dicke (t) der Röhre bei dem zweiten Ende (3b) der Röhre (3) nicht mehr als 0,75 mm beträgt.

9. Glühkerze nach Anspruch 7 oder 8, wobei das zweite Ende (3b) der Röhre (3) fixiert ist durch Einpressen in das Installationsteil (2) hinein, und wobei der Einpressabschnitt (K) der Röhre und des Installationsteils sich bei einer Position befindet, bei dem der Einpressabschnitt (K) nicht mit dem Montagegewindeabschnitt (21) des Installationsteils überlagert ist.

10. Glühkerze nach Anspruch 9, wobei das zweite Ende (3b) der Röhre (3) sich bei einer Position befindet, die von dem Einpressabschnitt (K) versetzt ist.

11. Glühkerze nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Außendurchmesser (D1) des Abschnitts der Röhre (3), der in das Installationsteils (2) eingesetzt ist, nicht mehr als 4,8 mm beträgt.

12. Glühkerze nach Anspruch 11, wobei der Außendurchmesser (D1) des Abschnitts der Röhre (3), der in das Installationsteil (2) eingesetzt ist, nicht geringer als 4,0 mm ist.