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[Technisches Gebiet]
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Diese Erfindung betrifft eine Glühkerze und eine Baugruppe aus einer Glühkerze und einem Zylinderkopf.
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[Stand der Technik]
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Die Patentdokumente 1 und 2 beschreiben eine Glühkerze des Standes der Technik. Diese Glühkerze enthält: ein zylindrisches Metallgehäuse, das sich in axialer Richtung erstreckt; eine Röhre in zylindrischer Form, die sich in der axialen Richtung erstreckt und an ihrem vorderen Endabschnitt geschlossen ist und in einer Weise im Metallgehäuse befestigt ist, dass ihr vorderer Endabschnitt vom vorderen Ende des Metallgehäuses vorsteht; eine Heizspule, die mit ihrem hinteren Endabschnitt in der Röhre mit deren vorderem Endabschnitt verbunden ist, und eine Regelspule, die mit ihrem vorderen Endabschnitt in der Röhre mit dem hinteren Endabschnitt der Heizspule verbunden ist.
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Die so konstruierte Glühkerze des Standes der Technik ist im Gebrauch zum Vorheizen eines Dieselmotors an einem Motorblock so angebracht, dass das Vorderende der Röhre in der Brennkammer liegt. Zu dieser Zeit ist die Regelspule so gestattet, dass sich ihr elektrischer Widerstand bei einer hohen Temperatur erhöht und dadurch den Temperaturgang der Heizspule regelt.
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- [Patentdokument 1] JP H11-294768 A
- [Patentdokument 2] JP H11-294769 A
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[Offenbarung der Erfindung]
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[Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind]
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Tatsächlich war es in den vergangenen Jahren erforderlich, die Glühkerze mit steigender Leistung und Verkleinerung des Dieselmotors zu verkleinern. Diese Anforderung brachte die Tendenz mit sich, dass der Außendurchmesser der Röhre kleiner wurde.
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Jedoch verringerte sich ihr Festigkeit, wenn der Durchmessers der Röhre verkleinert wird, so dass sie und die in ihrem Inneren befindliche Heizspule und Regelspule zu brechen drohten, wenn sie einem Schock ausgesetzt wurden, wie z.B. wenn die Glühkerze bei der Montage versehentlich fallen gelassen wurde. Darüber hinaus verringert sich auch der Durchmesser der Heizspule mit kleiner werdendem Durchmesser der Röhre, so dass die Heizspule die benötigte Heizleistung oder die Temperaturerhöhungscharakteristik nicht mehr erreichen kann. Außerdem ist es bei dem verringerten Durchmesser der Röhre leicht möglich, dass die Heizspule mit der Innenseite der Röhre in Kontakt kommt und dadurch das Problem entsteht, dass die Heizspule und die Röhre kurzgeschlossen werden.
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Um dem zuvor erwähnten Nachteil zu begegnen, sind bei der oben erwähnten Glühkerze des Standes der Technik die Verhältnisse zwischen den Außendurchmessern der Heizspule und der Regelspule sowie den Innendurchmessern und den Außendurchmessern der Röhre so spezifiziert, dass die benötigte Heizleistung auch in einer Röhre verringerten Durchmessers erbracht werden kann.
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Jedoch kann bei der oben erwähnten Glühkerze des Standes der Technik ein früher Bruch der Regelspule durch wiederholtes Einspeisen der Leistung verursacht werden, was lästig ist und weshalb eine gesteigerte Dauerhaftigkeit erwünscht ist. [Mittel zur Lösung der Schwierigkeiten] Diese Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dazu sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Diese Erfindung wurde angesichts der zuvor erwähnten Schwierigkeiten des Standes der Technik ermöglicht und hat als Aufgabe, eine Glühkerze und eine Baugruppe aus einer Glühkerze und einem Zylinderkopf zu erzielen, die einen frühen Bruch der Regelspule vermeiden und somit eine gesteigerte Dauerhaftigkeit der Glühkerze ermöglichen.
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[Mittel zur Lösung der Schwierigkeiten]
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Diese Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen dazu sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Wir haben den Vorgang, bei dem die Regelspule durch wiederholte Zufuhr der elektrischen Leistung recht schnell brach, sorgfältig untersucht und wie folgt aufgeklärt.
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Durch die wiederholte Einspeisung elektrischer Leistung wiederholen sich besonders die Bildung und das Abblättern eines Oxidfilms auf der Außenseite der Röhre, so dass sich diese allmählich verbraucht. Gleichzeitig wird der vordere Endabschnitt der Röhre durch den Wirbel (d.h. die Strömung des Kraftstoffgases in der Brennkammer) gekühlt. Jedoch steht die Basisseite nicht aus einem offenen Ende der Montagebohrung in die Brennkammer vor, so dass sie nicht ohne weiteres von dem Wirbel gekühlt wird. Im Ergebnis wird die Außenfläche der Röhre an ihrem dickeren Abschnitt stärker verbraucht als in dem Abschnitt geringerer Dicke und verdünnt sich deshalb allmählich. An dem dickeren Abschnitt schwächt sich deshalb die Wärmefreigabe von der Regelspule durch die Röhre ab, und die Wärme sammelt sich in der Regelspule an. Auf der Basis dieser Erkenntnis haben wir die Erfindung erdacht.
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Gemäß der Erfindung ist eine Glühkerze angegeben, die enthält: ein zylindrisches Metallgehäuse, das sich in einer axialen Richtung erstreckt; eine Röhre in zylindrischer Form, die sich in der axialen Richtung erstreckt und die an ihrem vorderen Endabschnitt geschlossen und in dem Metallgehäuse befestigt ist, wobei der vordere Endabschnitt der Röhre vom vorderen Endabschnitt des Metallgehäuses vorsteht; eine einen vorderen und hinteren Endabschnitt enthaltende Heizspule, deren vorderer Endabschnitt in der Röhre mit deren vorderem Endabschnitt verbunden ist; eine Regelspule, die einen vorderen Endabschnitt enthält; und einen Verbindungsabschnitt, an dem der hintere Endabschnitt der Heizspule mit dem vorderen Endabschnitt der Regelspule verbunden ist, wobei die Röhre enthält: einen die Heizspule und den Verbindungsabschnitt in einer radialen Richtung umgebenden Abschnitt geringerer Dicke und einen wenigstens einen Teil der Regelspule in radialer Richtung umgebenden Abschnitt größerer Dicke, dessen Dicke größer ist als die Dicke des Abschnitts verringerter Dicke.
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Die so konstruierte Glühkerze der Erfindung ist im Motorblock so montiert, dass der vordere Endabschnitt der Röhre in die Brennkammer ragt und wird z.B. zum Vorheizen des Dieselmotors verwendet. Die Röhre enthält einen Abschnitt geringerer Dicke, der die Heizspule und den Verbindungsabschnitt peripher umgibt und einen die Peripherie wenigstens eines Teils der Regelspule umgebenden Abschnitt größerer Dicke, die größer ist als die Dicke des Abschnitts kleinerer Dicke. Auf diese Weise kann die durch wiederholtes Anlegen der elektrischen Leistung entstandene Wärme effektiv durch den dickeren Abschnitt der Röhre freigegeben und dadurch der Verbrauch der Röhre verhindert oder zumindest verzögert werden.
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Erfindungsgemäß enthält die Regelspule in der erfindungsgemäßen Glühkerze:
einen Wendelabschnitt, der sich in Form einer Wendel erstreckt; einen länglichen Abschnitt, der sich in axialer Richtung erstreckt und einen mit dem hinteren Endabschnitt der Heizspule verbundenen vorderen Endabschnitt und einen mit dem vorderen Endabschnitt des Wendelabschnitts verbundenen hinteren Endabschnitt hat, wobei ein Vorderende des dickeren Abschnitts der Röhre um den wendelförmigen Abschnitt der Regelspule herum vorgesehen ist. Anders gesagt, umgibt der dünnere Abschnitt auch den länglichen Abschnitt der Regelspule. Somit ist der dickere Abschnitt der Röhre von der Heizspule um eine axiale Länge des länglichen Abschnitts der Regelspule beabstandet Im Ergebnis wird die in der Heizspule erzeugt Wärme nicht ohne weiteres an den dickeren Abschnitt der Röhre abgegeben. Deshalb kann einerseits die Heizleistung der Heizspule sichergestellt werden und andererseits ein frühzeitiger Bruch der Regelspule verhindert werden. Bevorzugt umringt der dickere Abschnitt der Röhre zumindest die hintere Hälfte des wendefförmigen Abschnitts der Regelspule.
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In der erfindungsgemäßen Glühkerze liegt bevorzugt die Differenz zwischen der Dicke des dickeren Abschnitts und der Dicke des dünneren Abschnitts im Bereich von 0,05 bis 0,15 mm. Wenn die Dickendifferenz kleiner als 0,05 mm ist, kann die zuvor erwähnte Wirkung der Erfindung abgeschwächt sein. Andererseits wird, wenn die Dickendifferenz über 0,15 mm liegt, der Außendurchmesser zu groß oder verursacht einen Kurzschluss zwischen der Regelspule und dem Abschnitt größeren Durchmessers. Im Gegensatz dazu kann, wenn die Dickendifferenz im Bereich von 0,05 bis 0,15 mm liegt, die Wirkung einen frühzeitigen Bruch der Regelspule zu verhindern ohne Vergrößerung des Außendurchmessers der Glühkerze sichergestellt werden.
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Der Innendurchmesser des dickeren Abschnitts der erfindungsgemäßen Glühkerze ist bevorzugt kleiner als der Innendurchmesser des dünneren Abschnitts. Auf diese Weise kann der dickere Abschnitt ohne Vergrößerung des Außendurchmessers der Röhre gebildet sein.
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Bei der erfindungsgemäßen Glühkerze ist bevorzugt der Außendurchmesser der Regelspule kleiner als der Außendurchmesser der Heizspule. Mit dieser Struktur ist ein ausreichender isolierender Abstand zwischen der Innenwand des dickeren Abschnitts der Röhre und der Regelspule gesichert, auch wenn der Innendurchmesser des dickeren Abschnitts geringer ist als der Innendurchmesser des dünneren Abschnitts.
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Die Erfindung enthält des Weiteren einen Baugruppe aus der zuvor genannten Glühkerze und einem Zylinderkopf, wobei der Zylinderkopf aufweist: eine Montagebohrung, in der die Glühkerze derart montiert ist, dass der vordere Endabschnitt der Röhre der Glühkerze aus einem offenen Ende der Montagebohrung in eine Brennkammer eines Dieselmotors ragt und der dickere Abschnitt der Röhre der Glühkerze in der Montagebohrung des Zylinderkopfs liegt.
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In einem Dieselmotor ist die Glühkerze in der Montagebohrung des Zylinderkopfs so montiert, dass der vordere Endabschnitt der Röhre der Glühkerze in die Brennkammer ragt. Wenn ein Teil des dickeren Abschnitts der Röhre in die Brennkammer ragt und einem Wirbel ausgesetzt ist, wird der dickere Abschnitt der Röhre und die Regelspule nicht nur durch die vom dickeren Abschnitt freigesetzte Wärme, sondern auch durch einen Wirbel in der Brennkammer gekühlt. Eine derartige übermäßige Kühlung verringert den Widerstand der Regelspule und verursacht, dass die Heizspule aufgrund der schlechten Steuerwirkung der Regelspule zu viel Wärme erzeugt. Im Gegensatz dazu ist übereinstimmend mit der obigen Konfiguration der dickere Abschnitt der Röhre in der Montagebohrung des Zylinderkopfs angeordnet und verhindert dadurch die vorangehenden Probleme, wie z.B. die übermäßige Kühlung der Regelspule und die übermäßige Erhitzung der Heizspule. Deshalb lässt sich die Lebensdauer der Glühkerze verlängern.
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Bevorzugt beträgt bei der erfindungsgemäßen Baugruppe aus der Glühkerze und dem Zylinderkopf in der axialen Richtung der Glühkerze der kürzeste Abstand zwischen dem vorderen Ende des dickeren Abschnitts der Röhre und dem Öffnungsende der Montagebohrung 10 mm oder weniger.
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Wenn der kürzeste Abstand mehr als 10 mm beträgt, ist ein Teil des Abschnitts geringerer Dicke, der nicht dem Wirbel ausgesetzt ist, so lang, dass die Wärmefreigabe von der Regelspule nicht ausreichend sein kann. Im Gegensatz dazu verhindert die obige Konfiguration, da der Abstand zwischen dem Vorderende des Abschnitts größerer Dicke der Röhre und der Öffnung der Montagebohrung klein genug ist, einen frühzeitigen Bruch der Regelspule.
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[Beste Art der Ausführung der Erfindung]
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Nachstehend werden bezogen auf die beiliegenden Zeichnungen eine erfindungsgemäße Glühkerze und eine erfindungsgemäße Baugruppe aus einer Glühkerze und einem Zylinderkopf beschrieben. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass diese Erfindung auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist.
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[Erste Ausführungsform]
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Wie 1 und 2 zeigen, enthält eine Glühkerze 1 der ersten Ausführungsform:
ein zylindrisches Metallgehäuse 3, das sich in Richtung einer Achse O erstreckt; eine Röhre 4 in zylindrischer Form, die sich in der Richtung der Achse O erstreckt und an ihrem vorderen Endabschnitt 4a geschlossen und derart in dem Metallgehäuse 3 fixiert ist, dass ihr vorderer Endabschnitt 4a vom Vorderende 3a des Metallgehäuses 3 vorsteht; eine Heizspule 5, die an ihrem eigenen vorderen Endabschnitt 5a in der Röhre 4 mit deren vorderem Endabschnitt 4a verbunden ist; eine Regelspule 6, die an ihrem eigenen vorderen Endabschnitt (länglicher Abschnitt) 6a in der Röhre 4 mit dem hinteren Endabschnitt (länglicher Teil) 5b der Heizspule 5 verbunden ist; und einen stabförmigen Mittelpol 7, der sich in Richtung der Achse O erstreckt und der im Metallgehäuse 3 angeordnet ist. Der Mittelpol 7 hat einen vorderen Endabschnitt 7a, der mit dem hinteren Endabschnitt 6b der Regelspule 6 verbunden ist, und einen hinteren Endabschnitt 7b, der vom hinteren Ende 3b des Metallgehäuses 3 vorsteht. Magnesiumoxidpulver ist als Isoliermaterial in die Röhre 4 eingefüllt.
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Die Heizspule 5 besteht aus einem Material (beispielsweise aus einem Draht aus einer Eisen-Chromlegierung oder einem Draht aus einer Nickel-Chromlegierung), dessen ρ800/ρ20-Verhältnis etwa im Bereich 0,9 bis 1,2 liegt, worin p20 der spezifische elektrische Widerstand bei 20°C ist und p20=80 bis 180 µΩcm beträgt und ρ800 der spezifische elektrische Widerstand bei 800°C ist. Die Heizspule hat einen Drahtdurchmesser von etwa 0,15 bis 0,4 mm, eine Spulenlänge von etwa 5 bis 12 mm und einen Spulenaußendurchmesser von etwa 1,5 bis 3 mm. Außerdem hat die Heizspule 5 eine Windungsteilung von etwa 0,2 bis 0,8 mm und die Windungszahl ist etwa 8 bis 15.
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Die Regelspule 6 besteht aus einem Material (beispielsweise aus einem Draht aus einer Eisen-Chromlegierung oder einer Nickel-Chromlegierung) und hat das Verhältnis von p800/p20 von etwa 7 bis 12, wobei p20 der spezifische elektrische Widerstand bei 20°C ist und p20 5 bis 25 µΩcm beträgt und p800 der spezifische elektrische Widerstand bei 800°C ist. Die Regelspule 6 hat einen Drahtdurchmesser von etwa 0,17 bis 0,3 mm, eine Spulenlänge von etwa 10 bis 32 mm und einen Spulenaußendurchmesser von etwa 1,5 bis 3 mm. Außerdem hat die Regelspule 6 eine Wicklungsteilung von etwa 0,2 bis 0,8 mm, und ihre Windungszahl beträgt etwa 25 bis 40.
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Für den Fall, dass die Heizspule 5 einen elektrischen Widerstand RH und die Regelspule 6 einen elektrischen Widerstand RC hat, wird ein Abgleich derart vorgenommen, dass das elektrische Widerstandsverhältnis (RH/RC) bei Raumtemperatur (RT) zwischen der Heizspule 5 und der Regelspule 6 den Wert 1 oder mehr hat, und so, dass bei 80°C das elektrische Widerstandsverhältnis (RH/RC) 0,1 bis 0,4 beträgt.
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Die Heizspule 5 enthält einen Wendelabschnitt 5c, der sich wendelförmig an ihrem Vorderende erstreckt, und einen länglichen Abschnitt 5b, der sich in der Richtung der Achse O an ihrem Hinterende erstreckt. Die Regelspule 6 enthält einen länglichen Abschnitt 6a, der sich in Richtung der Achse O an ihrem Vorderende erstreckt und einen Wendelabschnitt 6c an ihrem hinteren Ende. Der längliche Abschnitt 5b der Heizspule und der längliche Abschnitt 6a der Regelspule 6 sind an dem Verbindungsabschnitt CP miteinander verbunden.
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Die Röhre 4 besteht aus einem metallischen Material, wie beispielsweise SUS310S oder Inconel 601, und enthält einen Abschnitt 4b geringerer Dicke, der die Heizspule und den Verbindungsabschnitt CP bedeckt, und einen Abschnitt größerer Dicke 4d, der die Regelspule 6 bedeckt.
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Wie 2 in vergrößertem Maßstab zeigt, hat die Glühkerze 1 der Ausführungsform 1 die folgenden Abmessungen ihrer Heizspule 5, Regelspule 6 und Röhre 4.
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Zuerst hat der vom Metallgehäuse 3 vorstehende Abschnitt der Röhre 4 einen Außendurchmesser ΦD so klein wie 3,5 mm. Sowohl die Heizspule 5 als auch die Regelspule 6 haben dort, wo sie in der Röhre 4 positioniert sind, einen jeweiligen Außendurchmesser Φd1, Φd2 von 1,8 mm. Die Länge CL1 (die der Länge des Wendelabschnitts 5c und der Dicke des vorderen Endabschnitts 4a der Röhre 4 entspricht) beträgt 6 mm, und der längliche Abschnitt 5b der Heizspule 5 hat eine Länge SL1 von 2 mm. Außerdem hat der Wendelabschnitt 6c der Regelspule 6 eine Länge CL2 von 14 mm, und der längliche Abschnitt 6a der Regelspule 6 hat eine Länge SL2 von 2 mm.
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Als nächstes wird die Dicke Th des dünneren Abschnitts 4b zu 0,5 mm festgesetzt, damit ein ausreichender Abstand zum Vermeiden eines Kurzschlusses der Heizspule 5 und eine schnelle Heizwirkung erreicht werden. Der Abstand zwischen der Innenseite des dünneren Abschnitts und der Heizspule 5 beträgt 0,35 mm. Andererseits wird die Dicke Tc des dickeren Abschnitts 4d der Röhre 4 auf einen Wert eingestellt, der größer als die Dicke Th des dünneren Abschnitts 4b ist, d.h. auf 0,6 mm. Die Differenz zwischen der Dicke Th des dünneren Abschnitts 4b und der Dicke Tc des dickeren Abschnitts 4d beträgt 0,1 mm und liegt in einem bevorzugten Bereich von 0,05 bis 0,15 mm.
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3 stellt grafisch die Temperaturverteilungen einer herkömmlichen Glühkerze mit einer konstanten Dicke von 0,5 mm dar.
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In der grafischen Darstellung der 3 stellt die Kurve A die Temperaturverteilungen dar, gemessen vier Sekunden nach der Aktivierung, und zeigt, dass die Temperatur der Regelspule 6 noch gering ist. Deshalb ist der elektrische Widerstand der Regelspule 6 noch verhältnismäßig gering im Vergleich mit dem elektrischen Widerstand der Heizspule 5, und der Heizspule 5 wird ein verhältnismäßig hoher Strom eingespeist, so dass die Temperatur der Heizspule 5 abrupt ansteigt. Andererseits stellt die Kurve B die Temperaturverteilungen dar, gemessen 30 Sekunden nach der Aktivierung, und zeigt, dass die Heizspule 5 annähernd auf ihre Soll-Höchsttemperatur aufgeheizt ist, und dass die Regelspule 6 ebenfalls eine hohe Temperatur hat Deshalb ist der elektrische Widerstand der Regelspule hoch genug, eine Überhitzung der Heizspule 5 zu verhindern.
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Hier zeigt die Kurve B, dass die Temperatur an der Stelle am höchsten ist, die etwa 15 mm vom vorderen Ende 4a der Röhre 4 beabstandet ist. Deshalb sollte diese Position Pm vom dickeren Abschnitt 4d der Röhre bedeckt sein. In der Röhre 4 liegt ein Mittelpunkt M zwischen einer Verbindungsstelle PC entsprechend dem Außenumfang des Verbindungsabschnitts CP und der Position Pm mit der höchsten Temperatur etwa 11,5 mm vom vorderen Endabschnitt 4a der Röhre 4 entfernt. Der dickere Abschnitt 4d der Röhre 4 ist so angeordnet, dass er sich wenigstens von diesem Mittelpunkt M aus zum hinteren Ende der Röhre erstreckt.
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Wie 2 zeigt, ist die Glühkerze 1 der ersten Ausführungsform an einer Montagebohrung 9a eines Zylinderkopfes 9 so angebracht, dass der vordere Endabschnitt 4a der Röhre 4 in einer Brennkammer 10 liegt. Die Glühkerze 1 dient zum Vorheizen eines Dieselmotors oder dergleichen. Da die Regelspule 6 einen positiven Temperaturkoeffizienten hat und ihren Widerstand erhöht, wenn die Temperatur höher wird, begrenzt sie so die Temperatur der Heizspule 5. Die Regelspule 6, der Verbindungsabschnitt CP und der dickere Abschnitt 4d der Röhre 4 liegen in der Montagebohrung 9a. Der kürzeste Abstand zwischen dem vorderen Ende 4c des dickeren Abschnitts 4d und dem offenen Ende 9b der Montagebohrung 9a ist zu 4,5 mm eingestellt.
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Zunächst hat der dickere Abschnitt 4d eine verlängerte Lebensdauer hinsichtlich des Verbrauchs bei hoher Temperatur, da die radiale Dicke Tc des dickeren Abschnitts 4d größer als die radiale Dicke Th des dünneren Abschnitts 4b ist.
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Zweitens können die Regelspule 6 und der dickere Abschnitt 4d der Röhre 4 selbst vor Überhitzung geschützt werden, da der dickere Abschnitt 4d als Wärmeabfuhrweg zum Metallgehäuse 3 dient.
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Des Weiteren steuert/regelt der dickere Abschnitt 4d mäßig die Temperatur der Regelspule 6, so dass letztere die Temperatur der Heizspule 5 regelt, da der dickere Abschnitt 4d der Röhre 4 innerhalb der Montagebohrung 9a liegt, und der kürzeste Abstand zwischen dem Vorderende 4c des dickeren Abschnitts 4d und dem offenen Ende 9b der Montagebohrung 9a 10 mm oder weniger beträgt. Auf diese Weise wird ein Bruch der Regelspule 6 verhindert.
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Hier ist, wie die Tabelle 1 zeigt, die Glühkerze
1 der ersten Ausführungsform (Beispiel 1) einem ihre Dauerhaftigkeit bewertenden Test unterworfen worden. In dem Bewertungstest wurde drei Minuten lang der Glühkerze
1 eine Speisegleichspannung von 13 Volt eingespeist und dann die Speisung eine Minute lang unterbrochen und dieser Zyklus wiederholt, um zu messen, wie viele Zyklen die Regelspule
6 aushält, bevor sie bricht. Außerdem wurde derselbe Bewertungstest mit einer Glühkerze, deren Röhre eine konstante Dicke von 0,5 mm hatte (Vergleichsbeispiel 1) und mit einer Glühkerze ausgeführt, bei der die Dicke Tc 0,4 mm geringer war, als die Dicke Th des dünneren Abschnitts
4b (Vergleichsbeispiel 2).
Tabelle 1
| | Dicke Th (mm) des dünneren Abschnitts | Dicke Tc (mm) des dickeren Abschnitts- | Dauerhaftigkeit (Zyklen) |
| Beispiel 1 | 0,5 | 0,6 | 12000 |
| Vergleichsbeispiel 1 | 0,5 | 0,5 | 10000 |
| Vergleichsbeispiel 2 | 0,5 | 0,4 | 7000 |
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Die Ergebnisse zeigen, dass die Regelspule 6 in der Glühkerze des Vergleichsbeispiels 1, die der herkömmlichen Glühkerze entspricht, 10000 Zyklen arbeitete ohne zu brechen, dagegen jedoch die Regelspule 6 der Glühkerze des Beispiels 1 12000 Zyklen arbeitete ohne zu brechen. Dies bestätigte die erwartete Verbesserung der Dauerhaftigkeit. Dagegen arbeitete in der Glühkerze des Vergleichsbeispiels 2 die Regelspule 6 ohne Bruch nur über 7000 Zyklen, und dies gibt eine verringerte Dauerhaftigkeit an. Dies lag wahrscheinlich daran, dass die Wärmefreigabe durch den dickeren Abschnitt 4d aufgrund der verringerten Dicke Tc an der Position Pm mit der höchsten Temperatur verringert war, so dass die Wärme in der Regelspule 6 immer mehr anwuchs.
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Aus diesem Grund kann die Glühkerze 1 des Beispiels 1 einen frühen Bruch der Regelspule verhindern und dadurch die Dauerhaftigkeit verbessern.
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Darüber hinaus wird die schnelle Erwärmung der Heizspule 5 nicht durch den dickeren Abschnitt 4d gestört, da der dünnere Abschnitt 4b die Heizspule 5, den Verbindungsabschnitt CP und den länglichen Abschnitt 6a der Regelspule 6 bedeckt.
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In der Glühkerze 1 liegt die Differenz zwischen der Dicke Tc und der Dicke Th im Bereich von 0,05 bis 0,15 mm, so dass ein mit einer Verkleinerung der Glühkerze 1 einhergehendes Einquetschen der Regelspule 6 verhindert und dadurch die lange Lebensdauer der Glühkerze sichergestellt werden kann.
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Bei dieser Glühkerze 1 ist darüber hinaus der Innendurchmesser des dickeren Abschnitts 4d kleiner als der Innendurchmesser des dünneren Abschnitts 4b, so dass der Außendurchmesser ΦD des dickeren Abschnitts 4d verringert ist. Um einen ausreichenden Isolierabstand zwischen der Innenwand des dickeren Abschnitts 4d und der Regelspule 6 sicher zu stellen, ist bevorzugt, dass der Außendurchmesser Φd2 der Regelspule 6 geringer als der Außendurchmesser Φd1 der Heizspule 5 ist.
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Die Erfindung wurde hier, bezogen auf die erste Ausführungsform (Beispiel 1) beschrieben. Jedoch sollte die Erfindung nicht darauf beschränkt sein, sondern kann natürlich geeignet modifiziert werden, ohne von ihrem Kern abzuweichen.
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Außerdem kann der dicke Abschnitt 8 kontinuierlich mit dem hinteren Ende des dickeren Abschnitts 4d gebildet sein. Bei dieser Modifikation ist es mehr bevorzugt, dass der dicke Abschnitt 8 direkt oder durch ein weiteres Glied mit dem Metallgehäuse 3 in Kontakt steht. Dann wird die im dicken Abschnitt 8 angesammelte Wärme durch das Metallgehäuse 3 freigesetzt, so dass ein früher Bruch der Regelspule 6 noch wirksamer verhindert werden kann. Kurz gesagt, ist es bevorzugt, dass der dicke Abschnitt 8 von der Position in der Röhre 4 an dem hinteren Ende des Mittelpunkts M zwischen der Verbindungsstelle CP und der Position Pm der höchsten Temperatur zu dem Abschnitt wenigstens wo er mit dem Metallgehäuse 3 selbst Kontakt hat, gebildet ist.
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[Industrielle Anwendbarkeit]
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Diese Erfindung kann in einer Glühkerze angewendet werden.
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Figurenliste
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- [1]
1 ist ein Längsschnitt einer Glühkerze einer ersten Ausführungsform.
- [2]
2 ist ein vergrößerter Längsschnitt eines wesentlichen Abschnitts der montierten Glühkerze der ersten Ausführungsform und
- [3]
3 ist eine grafische Darstellung, die Temperaturverteilungen an der Glühkerze zeigt, wie sie für die Gestaltung der Glühkerze des Beispiels 1 verwendet wurden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Glühkerze
- 3
- Metallgehäuse
- 3a
- vorderes Ende des Metallgehäuses
- 3b
- hinteres Ende des Metallgehäuses
- 4
- Röhre
- 4a
- vorderes Ende der Röhre
- 4b
- Abschnitt geringerer Dicke
- 4c
- Vorderende des Abschnitts geringerer Dicke
- 4d
- Abschnitt größerer Dicke
- 5
- Heizspule
- 5a
- vorderes Ende der Heizspule
- 5b
- hinteres Ende (länglicher Abschnitt) der Heizspule
- 5c
- Wendelabschnitt der Heizspule
- 6
- Regelspule
- 6a
- Vorderende (länglicher Abschnitt) der Heizspule
- 6b
- Hinterende der Heizspule
- 6c
- Wendelabschnitt der Heizspule
- 7
- Mittelpol
- 7a
- Vorderende des Mittelpols
- 7b
- Hinterende des Mittelpols
- 9
- Zylinderkopf
- 9a
- Montagebohrung
- 9b
- offenes Ende der Montagebohrung
- 10
- Brennkammer
- O
- Achse
- CP
- Verbindungsabschnitt der Heizspule und der Regelspule
- Pm
- Position maximaler Temperatur
